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第二章 《化学反应速率和化学平衡》知识点总结 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，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化 ⑵ 表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 ⑶ 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） ⑷ 影响因素： ① 决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素） ② 条件因素（外因）：反应所处的条件 2. ※注意： （1）、参加反应的物质为固体和液体，由于压强的变化对浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。 （2）、惰性气体对于速率的影响 ①恒温恒容时：充入惰性气体→各物质浓度不变→反应速率不变 ②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 练习1：锌和稀硫酸反应，向反应混合溶液中加入下列物质，判断正确的是 （ ） A. 加入醋酸钠固体，反应速率加快 B. 加入硫酸氢钠固体，反应速率加快 C. 加入水，产生氢气的体积减小 D. 加入少量硫酸铜，产生的氢气量不变 练习2：在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应： A(g)＋2B(g)3C(g)＋nD(g)，开始时A为4 mol，B为6 mol；5 min末时测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L－1·min－1。 计算： (1)5 min末A的物质的量浓度为____________________________________________。 (2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为_________________________________。 (3)化学方程式中n值为_____________________________________________________。 (4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)＝5 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝6 mol·L－1·min－1 ③v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝8 mol·L－1·min－1 其中反应速率最快的是______________(填编号)。 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正逆反应速率相等时，更组成成分浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡”，这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。 2、化学平衡的特征 逆（研究前提是可逆反应） 等（同一物质的正逆反应速率相等） 动（动态平衡） 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、判断平衡的依据 判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据 例举反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 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 混合物体系中 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 平衡 各成分的含量 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 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 正、逆反应 速率的关系 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，因均不一定平衡 指V(逆) ①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定） 平衡 压强 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①Mr一定时，只有当m+n≠p+q时 平衡 相对分子质量②Mr一定时，但m+n=p+q时 不一定平衡 Mr 温度 任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不平衡 变） 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 练习1： 一定条件下，在体积为1 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是 ( ) A．X的百分含量不再发生变化 B．c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1 C．容器内原子总数不再发生变化 D．同一时间内消耗2n mol X的同时生成n mol Z 练习2： 恒温恒容的情况下，反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡状态的标志是 ( ) A．容器内气体的密度不随时间而变化 B、v正(A2)＝v逆(AB) C．容器内气体的平均摩尔质量不变 D．A2、B2、AB的反应速率比为1∶1∶2的状态 （二）影响化学平衡移动的因素 1、浓度对化学平衡移动的影响 （1）影响规律：在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 （2）增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动 2、温度对化学平衡移动的影响 影响规律：在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、压强对化学平衡移动的影响 影响规律：其他条件不变时，增大压强，会使平衡向着气体的计量系数减小的方向移动；减小压强，会使平衡向着气体的计量系数增大的方向移动。 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）气体减压或增压是通过改变体积来实现的 （3）如果反应前后气体的计量系数相等，压强的改变对平衡的移动没有影响 4. 催化剂对化学平衡的影响： 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影响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。 练习1：COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，其中能提高COCl2转化率的是 A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 练习2：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，当达到新的平衡时，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A的转化率减少了 C．物质B的质量分数增大了 D．a>b 3、有一化学平衡mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图表示的是A的转 化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是 ( ) A．正反应是放热反应；m＋n>p＋q B．B．正反应是吸热反应；m＋n<p＋q C．正反应是放热反应；m＋n<p＋q D．D．正反应是吸热反应；m＋n>p＋q 4、某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH<0。下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是( ) A．t2时加入催化剂 B．t3时降低了温度 C．t5时增大了压强 D．t4～t5时间内转化率一定最低 5、 T ℃时，A、B、C三种气体在反应过程中浓度变化如图(Ⅰ)所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示，则下列结论正确的是( ) A．在(t1＋10) min时，保持其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动 B．其他条件不变，升高温度时，正、逆反应速率增大，且A的转化率增大 C．T ℃时，在相同容器中，若由0.4 mol·L－1A、0.4 mol·L－1B、0.2 mol·L－1C反应，达到平衡后，C的浓度也为0.4 mol·L－1 D．(t1＋10) min时，保持压强不变，通入稀有气体，平衡不移动 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）使用化学平衡常数K应注意的问题： 1、表达式中各物质的浓度是平衡时各物质的浓度（固态和纯液体除外），不是起始浓度也不是物质的量。 2、K只与温度（T）有关，与反应物或生成物的浓度无关。 （三）化学平衡常数K的应用: 1、化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，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。（Qc：浓度积） Qc〈 K:反应向正反应方向进行; Qc = K:反应处于平衡状态 ; Qc 〉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 练习1.高炉炼铁中发生的反应有：FeO(s) + CO(g)==Fe(s) + CO2(g) △H < 0 (1) 该反应的平衡常数表达式K=____________ (2) 已知1100℃时,K=0.263,温度升高，平衡常数K_______(增大,减少或不变) (3) 1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在这种情况下 该反应是否处于平衡状态______(填是或否),此时反应速率是v正_____v逆(填>,<,=) 练习2：已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是 ( ) A．反应①的平衡常数KcCO2·cCu1＝cCO·cCuO B．反应③的平衡常数K＝K1K2 C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 练习3： 在一固定体积的密闭容器中，充入2 mol CO2和1 mol H2发生如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数与温度(T)的关系如下表： T/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_____________________________________。 (2)若反应在830 ℃下达到平衡，则CO2气体的转化率为________。 (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_____________________________。 A．容器内压强不变 B．混合气体中c(CO)不变 C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO) E．c(CO2 )·c(H2)＝c(CO)·c(H2O) 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 练习1：下列说法正确的是（ ） A. 根据焓判据、熵判据可知，放热反应和熵增的反应都是自发的 B. 一氧化碳燃烧生产二氧化碳的反应是熵增的反应 C. 4Na+O2=2Na2O是一个自发的熵减的反应，则此反应的ΔH〈0 D. 某反应熵是增加的，焓也是增加的，则此反应就一定是非自发的 本文来源：https://www.dywdw.cn/e538d8f8e209581b6bd97f19227916888486b9c3.html
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2022-03-19
