化学反应速率与平衡复习

第二章化学平衡

归纳与整理一、化学反应速率的表示方法化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化表示。在体积不变的反应器中，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。单位:mol/（L.h）、mol/（L.min）、mol/（L.s）

数学表达式：v=

△C/△t注意问题∶(1)化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度,它与时间和浓度变化有关.(2)在同一反应中用不同物质来表示时,其数值可以不同,但都表示同一个反应的速率.因此,表示化学反应的速率时,必须说明反应物中哪种物质做标准.不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比.例.对于在一个容器中的一般反应aA+bB==cC+dD来说有：

VA：VB：VC：VD===△CA：△CB：△CC：△CD===△nA：△nB：△nC：△nD====a：b：c：d(3)一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢.因此,某一段时间内的反应速率,是平均速率,而不是指瞬时速率.(4)化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。二、影响化学反应速率的重要因素

1、内因∶

反应物能否发生化学反应以及反应的快慢，首先取决于反应物的性质。物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素，反应类型不同有不同的化学反应速率，反应类型相同但反应物不同，化学反应速率也不同。2、反应进行时所处条件（外因）

化学反应速率还受反应进行时所处条件的影响（外因），其中重要的是反应物的浓度、温度、体系的压强和催化剂，当然还有溶剂、光辐射、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、颗粒大小等等。外界条件对速率影响∶（1）其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率加快，反之减慢。（适宜有液体和气体参加的反应）

(2）对于气体反应，当其它条件不变时，增大压强相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；减小压强相当于减少反应物的浓度，反应速率减慢。（只适宜有气体参加的反应，如果只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率可以忽略不计。）(3)温度对化学反应速率的影响：

当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。实验测得：温度每升高100C,化学反应速率通常增大到原来的2---4倍。

原因:在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加,使原来一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中的活化分子百分数，使有效碰撞次数增多，因而使反应速率增大。（４）催化剂对化学反应速率的影响

催化剂能够降低反应所需要的活化能，这样使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占百分数，从而提高了有效碰撞的频率，成千上万倍地增大化学反应速率。三、化学平衡及化学平衡的移动1、在一定温度下，可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时，达到化学平衡。在平衡时，反应物和生成物均处于同一反应体系中，反应条件不变，反应混合物中各组成物质的浓度（或质量）保持不变。

化学平衡状态的特征:动：动态平衡（正逆反应仍在进行）；等：正反应和逆反应速率相等；定：体系中所有反应物和生成物的质量（或混合物各组分的浓度）保持不变，各组分的含量一定；变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。2、化学平衡常数、转化率及其计算

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，各个反应物质的浓度满足下面的关系式∶K=Cp（C）·Cq（D）/Cm（A）·Cn（B）K叫做这个反应的化学平衡常数。

化学平衡常数的意义∶平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度（即反应限度）。K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。一般地说，K﹥105时，该反应进行得就基本完全了；K在10-5左右，则认为反应很难进行。平衡常数随温度的改变而改变，与浓度变化无关。对于有纯固体或溶剂参加的反应，其浓度不列入平衡常数K的表达式中。某个指定反应物的转化率=（指定反应物的起始浓度－指定反应物的平衡浓度）/指定反应物的起始浓度×100%或转化率=指定反应物反应中消耗（或叫反应）的浓度/指定反应物的起始浓度×100%转化率越大，反应越完全！3、勒夏特列原理及具体分述∶勒夏特列原理∶如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。该原理还可以具体分述如下∶△浓度∶在其它条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动。

△温度∶在其它条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。

△压强∶在其它条件不变的情况下，对于反应前后气体体积改变的反应，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。△催化剂∶催化剂只能使正逆反应速率等倍增大，改变反应到达平衡所需的时间，不能使化学平衡移动。四、化学反应进行的方向△概述外界条件对化学反应速率和平衡的影响∶C反应物↗---→v↗平衡正移C生成物↘------→v↘C反应物↘---→C生成物↗---→v↗平衡逆移P↗单位体积分子有效碰撞增多→v↗，平衡向→V气体↘P↘→v↘，平衡向→V气体↗T↗增加活化分子百分数→v↗，平衡向→Q<0T↘→v↘，加入催化剂，可以降低反应所需的活化能，等于提高了活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，故而反应速率加快，缩短到达平衡的时间，但对平衡无影响。熟悉运用以上知识分析影响速率和平衡移动方向！平衡向→Q>0等效平衡化学平衡状态是建立在一定条件下的一个状态量，与建立平衡的途径无关对于同一可逆反应，当外界条件一定时，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正逆反应同时进行，只要反应物或生成物满足一定的配比，达平衡时，任何相同的组分的含量（体积、物质的量）均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。

达同一种平衡问题（等效平衡）同一可逆反应，当外界条件不变时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态。

相同温度、相同容积相同温度、相同压强等效平衡的基本标志1、恒温恒容对于mA(气)+nB(气)pC(气)+qD(气)

若m+n=p+q

经换算成相当的反应物后，它们的物质的量或体积比一致时，则平衡状态相同。若m+n≠p+q经换算成相当的反应物后，若有相同的物料关系则平衡状态相同。2、恒温恒压若经换算成“相当”的反应物后，它们的物质的量比或体积比一致时，则平衡状态相同。某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2，使之反应合成NH3，平衡后，测得NH3的体积分数为m。若温度不变，只改变起始加入量，使之反应重新达平衡后，NH3的体积分数仍然为m。若N2、H2、NH3的加入量用x、y、z表示，应满足（1）温度、体积恒定时，若x=0，y=0，则z=__

温度、压强恒定时，若x=0，y=0，则z=__（2）温度、体积恒定时，若x=0.75mol，y=__________，z=__________

温度、压强恒定时，若x=0.75mol，y=__________，z=__________（3）温度、压强恒定时，x、y、z应满足的关系是______________。答案：=2mol>0（1）y=2.25z=0.5y=2.25z≥0（2）（3）四、合成氨条件的选择

:合成氨条件的选择:N2+3H22NH3+Q(1)从速率看，温度高、压强大（即N2、H2浓度大）都会提高反应速率；(2)从化学平衡看，温度低、压强大都有利于提高N2和H2的转化率。适宜的压强：压强越大、有利于NH3的合成，但太大，所需动力大，材料强度高，设备制造要求高，成本提高，选择2×107~5×