第二章 化学反应速度和化学平衡(知识点)

1、第二章 化学反应速度和化学平衡一、化学反应速率1、化学反应速率是 的物理量。2、化学反应速率的表示方法化学反应速率通常用 。符号为 ，单位为 或 。3、化学反应速率的表达式某一物质A的化学反应速率的表达式： 4、注意事项 化学反应速均为 化学反应速率通常为 ，非 。 同一反应选用不同物质的浓度变化来表示反应速率，数值可能 ，但意义 ，且各物质表示的反应速率之比等于 。对于化学反应aA (g) + bB (g) = cC (g) + dD (g) , v(A)：v(B)：v(C)：v(D) = 。因此，表示化学反应的速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。 由于在反应中 和 的浓度是恒定

2、不变的，因此不用 和 来表示化学反应速率。其化学反应速率与其 有关，而与其 无关。通常通过增大该物质的 来加快反应速率。5. 比较化学反应速率时要注意：.仅限于同一反应的各种速率（不同条件或不同时段）之间进行比较.比较时要注意换算成同一物质表示.比较时反应速率的单位要统一二、 可逆反应1、可逆反应：在 下，既能向 同时又能 的反应。2、可逆反应的重要特征： 可逆反应总是不能进行到底，即转化率永远不可能达到100% ，得到的总是反应物与生成物的混合物3、表示方法：用 表示。三、 影响化学反应速率的因素1、 内因： 2、 外因： 浓度：其他条件不变，增大反应物，反应速率 （加快、减慢或不变）说明：

3、“浓度”这一影响因素一般适用于 和 。实质：反应物浓度增大单位体积分子数 活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 压强：其他条件不变，增大压强，反应速率 。说明：a压强适用于有 参加的反应 b改变压强必须影响反应物浓度，才能改变反应速率实质：压强增大体积 浓度 反应速率 对于有气体参加反应的体系，有以下几种情况：（1）恒温时：增大压强体积 浓度 反应速率 （2）恒容时：a充入气体反应物反应物浓度 总压 反应速率 b充入惰性气体总压 但分压 ，即反应物浓度 反应速率 （3）恒压时：充入惰性气体体积 反应物浓度 反应速率 温度：其他条件不变,升高温度，反应速率 实质：升高温度活化分子百分数 有效碰撞次

4、数 反应速率 催化剂： 反应速率说明：a“改变”包括 和 b对于可逆反应，催化剂可 程度地改变正逆反应速率。实质：使用催化剂 反应所需要的能量活化分子数 活化分子百分数 有效碰撞次数 反应速率 四、化学平衡的建立1、化学平衡的建立以CO+H2O(g) CO2+H2反应为例:在一定条件下，将0.01 mol CO和0.01 mol H2O(g)通入1 L密闭容器中，开始反应：（1）反应刚开始时：反应物的浓度 ，正反应速率 。生成物的浓度为 ，逆反应速率为 （2）反应进行中：反应物的浓度 ，正反应速率 。生成物的浓度 ，逆反应速率 。（3）肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率 ，此时，反应物的

5、浓度 ，生成物的浓度也 ，即达到了化学平衡状态，如上图所示。2、化学平衡状态：在一定条件下，当 相等时，反应体系中所有参加反应的物质的 保持恒定，对于可逆反应体系来说，我们称之为“化学平衡状态”。3、化学平衡的特征： 逆： 等： 动： 定： 变： 4 . 达到平衡的标志：以mA(g)+nB(g)pC(g)为例直接标志：速率关系：正反应速率与逆反应速率相等：A消耗速率与A的生成速率 ，A的消耗速率与C的消耗速率之比等于 ，B生成速率与C的生成速率之比等于 。各物质的百分含量保持 。判断可逆反应达到平衡状态的标志化学反应m A(g) + n B(g)  p C(g)+ q D(g)是否达

6、到平衡混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的物质的量分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定总体积、总压强、总物质的量一定正、逆反应速率之间的关系在单位时间内消耗了m mol A的同时也生成了m mol A，则v(正) v(逆)在单位时间内消耗了n mol B的同时也消耗了p mol C，则v(正) v(逆)v() : v(B) : v(C) : v(D) m : n : p : q ，v(正) 不一定等于v(逆)在单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D，即叙述的都是v(逆)压强 m + n p + q时，总压强一定（其它条件一定） m + n

7、 p + q时，总压强一定（其它条件一定）混合气体的平均相对分子质量 当m + n p + q时，一定当m + n p + q，一定温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时混合气体的密度（）密度一定颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变5. 化学平衡的移动：当一个可逆反应达到化学平衡状态时，改变外界条件，使v正 v逆 ，平衡就会发生移动，最终v正 v逆 ，达到新的化学平衡状态。若v正 v逆 ，平衡向正反应方向移动；若v正 v逆 ，平衡向逆反应方向移动。如果改变外界条件v正、v逆 也改变，但改变后v正 v逆 ，则平衡不移动。五、外界条件对化学平衡移动的影响1、浓度（1）规律：在其他条件不

8、变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，都可以使平衡向 移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，都可以使平衡向 移动。vvvv（2）用v-t图表示化学平衡的移动：0t0t0t0t减小生成物浓度增加生成物浓度减小生成物浓度增加反应物浓度（3）应用：在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可以提高价格较高原料的转化率，以降低生产成本。(提高一种反应物浓度，可以提高另外一种反应物的转化率，但自身转化率下降)2、压强（1）规律：对于有气体参加的反应，其他条件不变时，增大压强，平衡向气体分子数 的方向移动；减小压强，平衡向气体分子数 的方向移动。（2）用v-t图表示化学平衡

9、的移动：a A(g) + b B(g)  c C(g)+ d D(g)vvvva + b > c + d va + b < c + d0t0t0t0t减小压强减小压强增加压强增加压强vv0t0ta + b = c + d 减小压强增加压强3、温度（1）规律：其他条件不变，升高温度，平衡向 反应方向移动；降低温度，平衡向 反应方向移动。（2）用v-t图表示化学平衡的移动：vvvvQ>0(H<0) Q<0(H>0)0t0t0t0t升高温度降低温度升高温度降低温度4、催化剂v0t使用催化剂（1）规律：由于催化剂同等程度改变正逆反应速率，因此使用催化剂不影

10、响平衡移动，但可以缩短达平衡的时间。（2）用v-t图表示化学平衡的移动：5. 勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。理解：只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向；. 仅使用勒夏特列原理于已达平衡的 反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的过程的可逆反应均不能使用勒夏特列原理；. “减弱影响”不等于“消除影响”；. 勒夏特列原理不仅适用于化学平衡，也适用于其他平衡体系，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。但它不能解决反应速率的快慢问题。六、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，当 是一个常数。这个常

11、数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）2、表达式：对于一般的可逆反应，mA（g）+ nB（g）pC（g）+ qD（g）当在一定温度下达到平衡时，K= 3、意义：（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（也叫反应的限度）。K值越大，表示正反应进行的程度 ，反应物转化率 ；K值越小，表示正反应进行程度 ，反应物转化率 。一般的说，当K105时，该反应进行的就基本完全了。（2）利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可逆是否平衡及不平衡时反应向何方向进行。例如：对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=C

12、p(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)，叫该反应的浓度商。QcK ，反应向 进行；QcK ，反应处于 状态；QcK ，反应向 进行。（3）利用可判断反应的热效应若升高温度，值增大，则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)；若升高温度，值减小，则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。（4）用平衡常数可分析改变某一物质的浓度后平衡移动的方向。4、使用平衡常数应注意的几个问题：（1）、化学平衡常数只与 有关，与反应物或生成物的 无关；（2）、固体或纯液体的浓度是常数。如果有固体或纯液体参加反应或生成时，化学平衡常数表达式中不能出现固体或纯液体；水溶液中进行的反应，如有水参

13、加反应，由于水的浓度是常数，不出现在表达式中；非水溶液中进行的反应，若有水参加反应或生成，则应出现在表达式中。例如：CaCO3(s) CaO(s)CO2(g)Kc(CO2)3Fe(s)4H2O(g) Fe3O4(s)4H2(g) KCr2O(aq)H2O(l) 2CrO(aq)2H(aq)KCH3COOH(l)CH3CH2OH(l) CH3COOCH2CH3(l)H2O(l)K（3）、化学平衡常数表达式与化学计量数一一对应，方程式中化学计量数不同，表达式就不同；可逆反应中，正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数互为倒数。例如：同一温度下，下列反应的平衡常数分别为K1、K2、K3。I2(g)

14、H2(g) 2HI(g)；2HI(g) I2(g)H2(g)；HI(g) I2(g)H2(g)。则：K1、K2、K3，可得K1·K21，K2K。七、化学平衡计算（1）转化率= ×100%（2）产率= ×100%（3）有关化学平衡的计算一般解法：三段式化学反应进行的方向八、自发过程 和自发反应1、自发过程：在一定条件下，不需要 作用就能自动进行的过程。如：水由高处往低处流，自由落体，电流由电位高的地方向电位低的地方流，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化，这些都是自发过程。2、自发反应：在给定条件下，能 的反应。3、非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种

15、外力才能进行的反应。 4 、自发过程的特点（1）具有 性，即过程的某个方向在一定条件下是自发进行的，即该过程的逆方向在该条件下 。（2）体系趋向于从 状态转变为 状态。（3）体系趋向于从 体系转变为 体系。5、自发过程 和自发反应的应用自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，锌与CuSO4溶液的反应可被设计成原电池。非自发的过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。九、化学反应进行方向的判据（一）焓判据。经验表明，那些不用借助外力就可以自动进行的自发过程的共同特点是：体系能量趋向于从高

16、能态转变为低能状态，这时体系会对外部做功或者释放能量，由此总结而得的经验规律就是所谓的焓判据。也称能量判据。1.焓判据：若H0，正向反应能自发进行；若H0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。2.焓判据的局限性:多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应也能自发进行。而且有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如：N2O5（g）= 4NO2（g）+ O2（g） H = 56.7KJ/mol；NH4HCO3（s）+ CH3COOH（aq）= CO2（g）+CH3COONH4（aq）+ H2O（l） H = 37.3KJ/mol； 因此，反应焓变是与反

17、应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。（二）熵判椐密闭容器中的气态物质或液态物质蒸汽（包括挥发性固体），会通过分子扩散自发形成均匀混合物。物质溶于水自发地向水中扩散，形成均匀的溶液等。为解释这一类与能量无关的过程的自发性，科学家提出了另一推动体系变化的因素：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向的熵判据。1、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。混乱度的增加意味着体系变得更加无序。2、熵： 用来表示混乱度大小的物理量 符号：S ；单位：J·mol-1·K-1体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序熵增的过程。3、熵的大小判断： （1）气态 &g

18、t; 液态 > 固态 （2）与物质的量成正比4、反应熵变S = 反应产物总熵 反应物总熵产生气体的反应，或气体物质的量增大的反应，S通常为正值，为熵增加反应，反应自发进行。 注意：两种气体的混合也是熵增加的过程。5、熵判椐：在于外界隔离体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即S > 0。称为熵增原理。6、熵判椐的局限性 有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：-10的液态水会自动结冰成为固态，氨气与氯化氢气体反应生成氯化铵固体等。因此，反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。（三）、复合判据（G）在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：体系自由能变化（G、单位：KJ/mol）：G = H TS（注意：T的单位是“K”,不是“”） G