化学反应速率及其平衡

1、化学反应的速率与化学平衡化学反应的速率与平衡1.化学反应速率：.化学反应速率的概念及表示方法：通过计算式：v =A c /At来理解其概念： 化学反应速率与反应消耗的时间(At)和反应物浓度的变化(Ac)有关； 在同一反应中，用不同的物质来表示反应速率时， 数值可以相同，也可以是不 同的。但这些数值所表示的都是同一个反应速率。因此，表示反应速率时，必须 说明用哪种物质作为标准。用不同物质来表示的反应速率时，具比值一定等于化 学反应方程式中的化学计量数之比。如：化学反应 mA(g) + nB(g) 士= pC(g) + qD(g) 的： v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m

2、 : n ： p ： q一般来说，化学反应速率随反应进行而逐渐减慢。因此某一段时间内的化学反应速率，实际是这段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。.影响化学反应速率的因素：化学反应速率的单位是由浓度的单位(mol 厂1)和时间的单位(s、min或h) 决定的，可以是mol - L 1 -s I mol - L 1 - min_1或mol - L 1 - h 1,在计算时要注意保持时间单位的 一致性.对于某一具体的化学反应，可以用每一种反应物和每一种生成物的浓度变化来表示该反应的化学反应速率，虽然得到的数值大小可能不同，但用各物质表示的化学反应速率之 比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.如

3、对于下列反应：mA + nB = pC + qD有：(A) ： (B) ： (C) ： (D) =m： n ： p ： q或：(A) (B) (C) (D)mnpq化学反应速率不取负值而只取正值.在整个反应过程中，反应不是以同样的速率进行的，因此，化学反应速率是 平均速率而不是瞬时速率.有效碰撞化学反应发生的先决条件是反应物分子 (或离子)之间要相互接触 并发生碰撞，但并不是反应物分子(或离子)问的每一次碰撞都能发生化学反应.能够发生化学反应的一类碰撞叫做有效碰撞.活化分子能量较高的、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子.说明活化分子不一定能够发生有效碰撞，活化分子在碰撞时必须要有合适的 取向才

4、能发生有效碰撞.活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子 百分数.当温度一定时，对某一反应而言，活化分子百分数是一定的.活化分子 百分数越大，活化分子数越多，有效碰撞次数越多.影响化学反应速率的因素I.决定因素(内因)：反应物本身的性质。n .条件因素(外因)(也是我们研究的对象)：.浓度：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大活化分子总数，从而 加快化学反应速率。值得注意的是，固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数； .压强：对于气体而言，压缩气体体积，可以增大浓度，从而使化学反应速率 加快。值得注意的是，如果增大气体压强时，不能改变反应气体的浓度，则不影 响化学反应速率。 .温度：

5、其他条件不变时，升高温度，能提高反应分子的能量，增加活化分子 百分数，从而加快化学反应速率。 .催化剂：使用催化剂能等同地改变可逆反应的正、逆化学反应速率。 .其他因素：如固体反应物的表面积(颗粒大小)、光、不同溶剂、超声波等。例题：1、反应 4NH3 (g) + 502(g) = 4NO(g)+6H2O(g),在 10L 的密闭容器中进行，半 分钟后，水蒸汽的物质的量增加了 0.45 mol,则此反应的平均速率v(x)(反应外 物的消耗速率或生成物的生成速率)可表示为()A. v(NH3)= 0.010 mol/(L s)B. v(O2)= 0.0010 mol/(L s) C. v(NO

6、尸 0.0010 mol/(L s) D. v(H2O )= 0.045 mol/(L s) 2、在四个不同的容器中，采用不同条件进行合成氨反应，根据下列在相同时间 内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是()A.用H2 表示的反应速率为0.1 mol/(L min)E. 用NH3表示的反应速率为0.3 mol/(L min)C.用N2表示的反应速率为0.2mol/(L min)D.用H2 表示的反应速率为0.3 mol/(L min)3、增大压强，能使下列反应速率加快的是()A . Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应F. . CO和水蒸气在一定条件下反应生成 CO2和H2C.将CO2通人石灰

7、水中D. Na2O溶于水4、在带有活塞的密闭容器中发生反应：Fe2O3+ 3H2 =2Fe+3H2O ,采用下列措施不能改变反应速率的是()A.增力口 Fe2O3投入量B.保持容器体积不变，增加通人 H2的量C.充入N2,保持容器内压强不变D.充入N2,保持容器内体积不变化学反应的方向、限度一.自发反应：无需外界的条件，自发进行的反应。(1)铁器暴露在潮湿的空气中会生锈(2)可燃物的燃烧(3)酸碱中和反应二、化学反应方向的判据1 .化学反应方向和反应夕含变反应放热有利于反应的自发进行.说明：反应始变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素2 .化学反应方向和反应嫡变嫡：(1 )概念：

8、描述体系混乱度的物理量单位：J.mol-1 .k-1 符号：S(2)影响嫡的因素：同一条件下，不同物质嫡不同同一物质，聚集状态不同嫡不同S(g)>S(l)>S(s)(3)反应的嫡变：$ = S (反应产物)-S (反应物)(4)嫡增加过程：固体溶解、物质的汽化、墨水的扩散、气体的扩散嫡增加的反应：产生气体的反应，气体的物质的量增加的反应S>0(5)嫡增加有利于反应的自发进行.说明：嫡变是与反应能否自发进行有关的又一因素，但也不是唯一因素。3.判据的应用: H<0 S>0所用温度卜-反应都自发进行 H>0 S<0所用温度卜-反应都不自发进行 H>0

9、 S>0高温下自发进行 H<0 S<0低温下自发进行请判断下列说法正确的是A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是嫡增大，非自发反应一定是嫡减少或不变C.自发反应在恰当条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现三.可逆反应：“”1 .定义：在同一条件下，能同时向正、反两个相反方向进行的反应。2 .特点：(1)可逆反应不能进行到底，任一反应物转化率均小于100%,得到的总是反应物与生成物的混合物.(2)正、逆反应同时进行。(3)既可以从正向开始，也可以从逆向开始，也可从两边开始。例题：在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(气)+O2(气)一2SO3

10、气),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为 0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L ,当反应达平衡时，可能存在的数据是A. SO2 为 0.4mol/L、O2 为 0.2mol/LB. SO2为 0.25mol/LC. SO2、SO3 均为 0.15mol/LD. SO3为 0.4mol/L四、化学平衡状态：1 .概念：指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应物和生成物的 浓度保持不变的状态。（只针对可逆反应）2 .特征：逆、动、等、定、变平衡状态的判断：1 .绝对标志：V正=V逆各组分浓度等不随时间延长而改变2 .间接标志：（相关物理量恒定不

11、变）压强 密度体系颜色混合气体的平均分子质量（常用于有固体的反应体系中）例题：1.在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NQg）+O（g）=2NO（g）; AH<0, 不能说明已达到平衡状态的是A.正反应生成NO的速率和逆反应生成 Q的速率相等B.反应器中压强不随时间变化而变化C.混合气体颜色深浅保持不变D.混合气体平均分子量保持不变2.在一定温度下，反应 A （g） + B2 （g） =2AB （g）达到平衡的标志是A.单位时间生成的n mol的4同时生成n mol的ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2D.单位时间生成n mol的4同

12、时生成n mol的B23、下列说法中可以充分说明反应：P（气）+Q（气）R（气）+S（气），在恒温下已达平衡状态的是A. 反应容器内压强不随时间变化B. P 和S的生成速率相等C. 反应容器内P、Q R S四者共存D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化五：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，生成物平衡浓度的系数次方之 积与反应物平衡浓度的系数次方之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡 常数，简称平衡常数。用 K表示。2.平衡常数的数学表达式；对于反应：aA + bB L cC + dDK =CCDdKbAaBb平衡常数K只与温度有关，而与反应的初始浓度以及

13、可逆反应建立平衡的途径、是否使用催化剂无关、注:K随温度的变化若正反应是吸热反应，升高温度,K增大；若正反应是放热反应，升高温度,K减少 .K数值越大，说明反应进行的越彻底，反应物的转化率越高。 .K数值越小，说明反应进行的程度越小，反应物的转化率小。化学平衡的移动(1)概念：如果一个可逆反应达到平衡状态以后，反应条件(如C、T、P等)改变，平衡 混合物里各组成物质的百分含量随着改变而达到新的平衡状态。这种由旧平衡状态向新的平衡状态变化的过程叫化学平衡的移动。(2)平衡移动的原因和方向：外界条V(正)>V(逆),正反应占优，平衡正向移动口件改7 V(正)VV(逆)，逆反应占优，平衡逆向移

14、动.V(正卜V(逆)改变倍数相等，平衡不移动。浓度商Q：对于可逆反应：(g) = p< (gl±qD(g)o _ em(A)cn(B)QAk.未达平衡，反应逆向进行ut Q二一反应达平衡口元未达平衡，反应正面进行.）由于条件的改变，使得Q不再等于K,Q>k,平衡逆向移动 一 若条件改变后 同=总平衡未破坏：平衡不移动; Jq Vk,平衡正向移动。3.影响平衡的因素浓度：增大反应物的溶度（平衡正向移动） 减少生成物的溶度（平衡正向移动） 减少反应物的溶度（平衡逆向移动） 减少生成物的溶度（平衡逆向移动）:增大生成物浓度丁减小反应物浓度压强对化学平衡的影响（1）平衡混合物中只

15、涉及固体或液体的反应，改变压强，平衡不会移动。（反应中有气体参加。）（2）对于反应前后气体总体积不变（4VgR ）的可逆反应，只改变压强，平衡不移动。P C (g) + q D (g)反应 m A (g) + n B (g)当 m + n > p + q 时:增大压强* （逆）° 减小压强当 m + nvp + q 时:说明：压强对化学平衡的影响实质上是浓度对平衡的 影响.惰性气体对化学平衡的影响恒温、恒压时，充入惰性气体体积增大一浓度减小一相当于增大容积减小压强恒温、恒容时，充入惰性气体体积不变f浓度不变f反应速率不变，平衡不移动对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，充入惰性

16、 气体，不论什么情况，平衡都不会移动.温度对化学平衡的影响结 论：在其他条件不变时，温度升高，会使化学平衡向吸热反应的方向移动,温度降低会使化学平衡向放热的方向移动.(2)温度引起平衡移动的相关图象京于反应：ni A + n B、 ： p C + q D AH = ?当!<()时：* 时 0 > H 当升高温度 t °降低温度t.催化剂对化学平衡的影响催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，因此对 平衡无影响.催化剂的使用对K和Q无影响，Q与K仍相等，平衡没 有被破坏，因此对平衡无影响。1 .在已经处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中一定能表明平衡移动的是（）

17、A.反应混和物的浓度B.反应物的转化率C.正、逆反应速率D,反应混和物的压强2 .在下列平衡体系中，保持温度一定时，改变某物质的浓度，混合气体的颜色会改变；改变压强时，颜色也会改变，但平衡并不移动，这个反应是（）A. 2NO+O22NO2C. N2O42NO23.在某温度下，反应 ClF（g） +取g）平衡。下列说法正确的是B. Br2(g)+H22HBrD. 6NO + 4NH35N2+3H2OCR(g)(正反应为放热反应)在密闭容器中达到( )A.温度不变，缩小体积，Cl F的转化率增大B.温度不变，增大体积，Cl R的产率提高C.升高温度，增大体积，有利于平衡向正反应方向移动D.降低温度

18、，体积不变，F2的转化率降低4 .已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学反应向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是生成物的百分含量一定增加生成物的产量一定增加反应物转化率一定增大反应物浓度一定降低正反应速率一定大于逆反应速率使用了合适的催化剂A.B.C.D.5 .在一密闭容器中，反应 aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新平衡时，B的浓度是原来的60%,则()A.平衡向逆反应方向移动了B.物质B的质量分数增加了C.物质A的转化率减小了D. a>b6 .在一固定容积的密闭容器中充入2mol NO 2, 一定温度下建立如下平衡：2NO2(g)N2O4此

19、时平衡混合气体中 NO2的体积分数为x%；若再充入1mol N2O4,在温度不变的情况下，达到新平衡时，测得NO2的体积分数为y%,则x和y的大小关系正确的是()A. x>yB. x= yC. x< yD.不能确定7 .下列事实中，不能用列夏特列原理解释的是()A.澳水中有下列平衡：Br2+H2OHBr+HBrO当加入AgNO3溶液后溶液颜色变浅8 .对二氧化硫的品红溶液加热可使颜色变深C.反应CO+ NO2CC2+NO(正反应放热)，升高温度可使平衡向逆反应方向移动D.合成氨反应 N2+3H22NH3 (正反应放热)中使用催化剂8 .在密闭容器中进行H2(g)+Br2(g)二2H

20、Br(g)+Q;反应达到平衡后，欲使颜色加深，应采取的措施是()A.升温B.降温C.减小容器体积D.增大容器体积9 .在体积可变的密闭容器中，反应 mA (g) +nB ( s)pC ( g)达到平衡后，压缩容器的体积，发现A的转化率随之降低。下列说法中，正确的是()A. (m+n)必定小于 pB. (m+n)必定大于 pC. m必定小于pD. n必定大于p10 .某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)+ Y(g)=二Z(g)+ W(s); AH>0,下列叙述正确的是()A.加入少量 W,逆反应速率增大B.当容器中气体压强不变时，反应达到平衡C.升高温度，平衡逆向移动D

21、.平衡后加入 X,上述反应的 H增大11 . 一定条件下将 2mol SO2和2mol SO3气体混合于一固定容积的密闭容器中，发生反应2SQ+O22SC3平衡时SQ为n mol,在相同温度下，分别按下列配比在上述容器中放入起始物质，平衡时 SQ的物质的量可能大于 n的是A. 1 mol SO2+1 mol O2 +1 mol SO3B. 4 mol SO2 + 1 mol O2C. 2 mol S3 1 mol O2 + 2 mol SO3D. 2 mol SO2 + 1 mol O212 .下列说法中正确的是A,可逆反应的特征是正反应速率和逆反应速率相等B.在其他条件不变时，升高温度可以使

22、化学平衡向放热反应的方向移动C.在其他条件不变时，增大压强会破坏有气体存在的反应的平衡状态D.在其他条件不变时，使用催化剂可以改变化学反应速率，但不能改变化学平衡状态13 .在一定条件下，向 5L密闭容器中充入 2mol A气体和1mol B气体，发生可逆反应:2A(g) + B(g)2c(g),达到平衡时容器内B的物质的量浓度为 0.1mol/L,则A的转化率为()A. 67%B. 50%C. 25%D. 5%14 .对于平衡体系：aA(g)+bB(g)cC(s)+dD(g)+Q;有下列判断，其中不正确的是()A.若容器容积不变，升高温度。各气体的相对分子质量一定增大B.若从正反应开始，平衡

23、时A、B的转化率相等，则A、B的物质的量之比为a : bC.达到平衡时，有 amol A消耗的同时有b mol B生成D.若容器为体积不变的密闭容器且a+b=c+d,则当升高容器内温度时。平衡向左移动,容器中气体的压强增大15.某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2A(g)+B(g)2c(g)i至ij平衡时，A、B和C的物质的量分别为 4 mol、2 mol和4 mo1 .保持温度和压强不变。对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整.可使平衡右移的是()A,均减半B.均加倍C.均增加l mol16.反应：PC5(g)2HI(g)8NO2(g)2PCl3(g)+C12(g)H2(g)+I2(g)

24、N2O+3N2O5在一定条件下。达到化学平衡时，反应物的转化率均为器的体积都不改变。分别再加入一定量的各自的反应物,D.均减小1 mola%,若保持各反应的温度和容则转化率()A.均不变B.增大，不变，减小C.均增大D.减小，不变，增大17.在一定条件下化学反应：2SQ(g)+O2(g)2SO3(g); H= 197 kJ/mo1 .现有容积相同的甲、乙、丙三个容器，在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量(Q)如下表所列：容器SQ(mo1)O2(modN2(mo1)Q(kJ)甲2l0Qi乙l0.50Q2丙l0.5lQ3根据以上数据，下列叙述不正确的是()A.在上述条件下反应生成1 mol SO3气体放热98.5 KjB.在上述条件下每摩尔O2反应进行到底时放出的热量为197 kJC. Qi=2Q2=2Q3=197D. 2Q2=2Q3<Qi<19718.某温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应A(g)+3B(g)2c(g)达到平衡时,各物质的物质白量之比是n(A) ： n(B) : n(C)=2 ： 2 ： l。保持温度不变，以 2 ： 2 ： 1的物质的量之比再充入 A, B, C,则A.平衡向正方向移动B.平衡不发