第二章-化学反应速率及化学平衡知识提纲.doc

第二章 化学反应速率和化学平衡
一、化学反应速率
1. 化学反应速率（v）
⑴ 定义：用来衡量化学反应的快慢，通常用单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
（2）计算公式：v=Δc/Δt（υ：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）单位：mol/（L·s）
（3）注意：①平均反应速率，均为正值
②不能用固体或纯液体表示
③用不同物质表示时，速率之比=化学计量数之比=Δc之比=Δn之比
④比较速率大小时，要化为同一物质，同一单位
2.影响因素：
⑴ 内因：反应物本身的性质（决定因素）
（2）外因：反应所处的条件
① 浓度：增大反应物的浓度化学反应速率加快，反之，减慢
原因：单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞几率增加 （但活化分子百分数不变）
② 压强：对于有气体参加的反应，增大压强（通过缩小容器体积），化学反应速率加快，反之，减慢
原因：单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞几率增加 （但活化分子百分数不变）
③ 温度：升高温度，化学反应速率加快，反之，减慢
原因：一部分普通分子吸收能量成为活化分子，单位体积内活化分子数目增多，活化分子百分数增大，有效碰撞几率增加
注意：惰性气体对于速率的影响
恒温恒容时：充入惰性气体→总压增大，但是各分压不变，各物质浓度不变→反应速率不变
恒温恒压时：充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢
④催化剂：使用催化剂，化学反应速率加快，反之，减慢
原因：降低反应的活化能，使一部分普通分子成为活化分子，单位体积内活化分子数目增多，活化分子百分数增大，有效碰撞几率增加
二、化学平衡
（一）1.定义：
化学平衡状态：一定条件下，当一个可逆反应进行到一定程度时，正逆反应速率相等，各组分浓度不再改变的状态 ， 即这个反应所能达到的限度
2、特征
动（动态平衡）
等（同一物质的正逆反应速率相等）
定（各物质的浓度与质量分数恒定）
变（条件改变，平衡发生变化）
3、判断平衡的标志
①正逆反应速率相等 ②各物质的浓度、物质的量、质量、百分含量保持不变 ③其他：压强、密度、混合气体平均相对分子质量等不一定，看具体反应和条件

例举反应
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
混合物体系中
各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压力、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应
速率的关系
①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即V(正)=V(逆)
平衡
②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC，则V(正)=V(逆)
平衡
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q，V(正)不一定等于V(逆)
不一定平衡
④在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指V(逆)
不一定平衡
压强
①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定）
平衡
②m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）
不一定平衡
混合气体平均相对分子质量Mr
①Mr一定时，只有当m+n≠p+q时
平衡
②Mr一定时，但m+n=p+q时
不一定平衡
温度
任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）
平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
其他
如体系颜色不再变化等
平衡
（二）影响化学平衡移动的因素
1、浓度 其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减少生成物的浓度，都可以使平衡向正方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆方向移动
（1）增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动
（2）在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度也减小， V正减小，V逆也减小，但是减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和_大_的方向移动。
2、温度 其他条件不变的情况下，温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动，温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
3、压强 其他条件不变时，增大压强，会使平衡向着体积缩小方向移动；减小压强，会使平衡向着体积增大方向移动。
注意：（1）改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动
（2）气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似
（3）恒温恒容时：充入惰性气体，平衡不移动
恒温恒压时：充入惰性气体，平衡向气体体积扩大的方向移动

4.催化剂 由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的，所以平衡不移动。但是使用催化剂可以缩短可逆反应达到平衡所需的时间。
5.勒夏特列原理（平衡移动原理）：如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，浓度），平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。
三、化学平衡常数
（一）定义：在一定温度下，当一个反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值。 符号： K
（二）注意：
1、表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度
2、K只与温度（T）有关
3、固体或纯液体不代入公式。
（三）应用:
1、K值越大，说明正向进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越高。反之，则相反。 一般地，K >105时，该反应就进行得基本完全了。

2、可以利用K值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。（Q：浓度积）
Q〈 K:反应向正反应方向进行;
Q = K:反应处于平衡状态 ;
Q 〉K:反应向逆反应方向进行
3、利用K值可判断反应的热效应
若温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应
若温度升高，K值减小，则正反应为放热反应
＊四、等效平衡

1、概念：在一定条件下（定温、定容或定温、定压），只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的百分含量均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。
2、分类
（1）恒温，恒容时，改变起始时加入物质的n，按化学计量数比换算到等号同旁物质，只要n相同，则达平衡时，各组分的n、c、百分含量均相同
（2）恒温，恒容时，对于等体反应，改变起始时加入物质的n，按化学计量数比换算到等号同旁物质，只要n之比相同，则达平衡时，各组分的百分含量相同
（3）恒温，恒压时，改变起始时加入物质的n，按化学计量数比换算到等号同旁物质，只要n之比相同，则达平衡时，各组分的c、百分含量均相同
五、化学反应进行的方向
1、反应熵变与反应方向：
（1）熵:物质的一个状态函数，用来描述体系的混乱度，符号为S. 单位：J•••mol-1•K-1
(2)体系趋向于有序转变为无序，导致体系的熵增加，这叫做熵增加原理，也是反应方向判断的依据。.
（3）同一物质，在气态时熵值最大，液态时次之，固态时最小。即S(g) 〉S(l) 〉S (s)
2、反应方向判断依据
在温度、压强一定的条件下，化学反应的判读依据为：
ΔH-TΔS〈0 反应能自发进行
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态
ΔH-TΔS〉0 反应不能自发进行
注意：（1）ΔH为负，ΔS为正时，任何温度反应都能自发进行
（2）ΔH为正，ΔS为负时，任何温度反应都不能自发进行