PAGEPAGE6第二章化學反應速率和化學平衡【知識要點】一、化學反應速率1、化學反應速率（1）概念：化學反應速率是用來衡量化學反應進行的快慢的物理量。通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示化學反應速率。（2）表示方法：v＝△c／△t固體或純凈液體v＝△n／△t（用不同物質表示的化學反應速率之比等于化學方程式中的各物質的化學計量系數(shù)比。）2、影響化學反應速率的因素（1）內(nèi)因（主要因素）是指參加反應的物質的性質。（2）外界條件對化學反應速率的影響有關解釋：在其他條件不變時，對某一反應，活化分子在反應物中所占的百分數(shù)是一定的。單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應物分子的總數(shù)成正比。當反應物濃度增大時，單位體積內(nèi)分子數(shù)增多，活化分子數(shù)也相應增大，單位體積內(nèi)的有效碰撞次數(shù)也相應增多，化學反應速率增大。2）壓強：對有氣體參加的化學反應，若其他條件不變，增大壓強，反應速率加快，減小壓強，反應速率減慢。說明：①若參加反應的物質為固體、液體或溶液，由于壓強的變化對它們的濃度幾乎無影響，可以認為反應速率不變。②與化學反應無關的氣體對化學反應速率是否有影響，要分情況而定。在一定溫度下于密閉容器中進行的化學反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)：a、充入He并保持容器的容積不變時，雖容器內(nèi)氣體的總壓增大，但由于氣體的容積不變，反應物氣體的物質的量濃度不變，化學反應速率不變，平衡不移動。b、充入He并保持容器內(nèi)的總壓不變時，必然是容器的容積增大。而氣體容積的增大，引起反應物濃度的減小，化學反應速率減小，平衡左移。3）溫度：當其他條件不變時，升高溫度反應速率增大；降低溫度反應速率減小。經(jīng)驗規(guī)律：一般來說，溫度每升高10℃，反應速率增大2～4倍。有關解釋：在濃度一定時，升高溫度，反應物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，從而增加了反應物分子中活化分子的百分數(shù)，使有效碰撞次數(shù)增多，反應速率增大。溫度升高，分子的運動加快，單位時間里反應物分子間碰撞次數(shù)增加，反應也相應地加快，前者是反應速率加快的主要原因。4）催化劑：催化劑能參與反應，改變反應歷程，降低活化能，也就等于提高了活化分子的百分數(shù)，從而提高了有效碰撞頻率，加快了反應速率。5）其他因素對化學反應速率的影響例如，通過光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強磁場、高速研磨等等?？傊?，向反應體系輸入能量，都有可能改變化學反應速率。二、化學平衡移動原理（勒夏特列原理）：如果改變影響化學平衡的一個條件(如濃度、溫度、壓強等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。1、濃度：增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動。減小反應物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應方向移動。2、壓強：對于有氣體參加的反應，增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動，減小壓強平衡向氣體體積增大的方向移動。3、溫度：升高溫度平衡向吸熱方向移動，降低溫度平衡向放熱方向移動。無論是吸熱反應還是放熱反應，升高溫度反應速率都加快；降低溫度反應速率則減慢。三、等效平衡：在一定條件（定溫、定容或定溫、定壓）下，只是起始加入情況不同的同一可逆反應達到平衡后，任何相同組分的分數(shù)（體積、物質的量）均相同，這樣的化學平衡互稱為等效平衡。（1）定溫、定容：①反應前后氣體體積改變：轉化成平衡式同一邊物質物質的量與原平衡數(shù)值相同。②反應前后氣體體積不變：轉化成平衡式同一邊物質物質的量與原平衡比值相同。（2）定溫、定壓：轉化成平衡式同一邊物質物質的量與原平衡比值相同。四、化學平衡常數(shù)1、定義：在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)），用符號K表示。如：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)CmCm(A)·Cn(B)Cp(C)·Cq(D)K=（注意：①對于有固體或純液體參加的反應，它們的濃度不列入K的表達式。②K值與濃度無關，只受溫度影響。不指明溫度，K值無意義。③對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。）應用：①判斷反應進行的程度：K值越大，反應進行的程度越大，反應物轉化率越高。②判斷反應熱效應：T升高，K值增大，則正反應為吸熱反應。T降低，K值減小，則正反應為放熱反應。五、化學反應自發(fā)進行的方向的判斷根據(jù)體系存在著力圖使自己的能量趨于“最低”和“有序”的自然規(guī)律，由焓變和熵變判據(jù)組合的復合判據(jù)適合于所有的過程。即ΔG=ΔH－TΔS<0，反應能自發(fā)進行ΔG=ΔH－TΔS＝0，反應處于平衡狀態(tài)ΔG=ΔH－TΔS<0，反應不能自發(fā)進行反應熱ΔH混亂度ΔSΔG=ΔH－TΔS自發(fā)性>0>0低溫>0，高溫<0較高溫度能自發(fā)>0<0>0任何溫度都不能自發(fā)11、在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應：xA（g）＋yB（g）zC（g），平衡時測得A的濃度為0.50mol/L，保持溫度不變，將容器的體積擴大兩倍，測得A的濃度變?yōu)?.35mol/L，下列有關判斷正確的是()A、x+y＜zB、平衡正向移動C、A的轉化率降低D、C的體積分數(shù)下降12、按溫度每升高10℃，化學反應速率增大2倍來計算，若某反應由50℃升溫到80℃，反應速率比原來增大（）A、4倍 B、6倍 C、8倍 D、9倍P1P2BP1P2CP1P2AP1P2BP1P2CP1P2AP1P2Dtttt14、用鐵片與稀硫酸反應制取氫氣時，下列措施不能使氫氣生成速率加大的是（）A、加熱B、不用稀硫酸，改用98%濃硫酸C、滴加少量CuSO4溶液D、不用鐵片，改用鐵粉15、已知450℃時，反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)的K＝50，由此推測在450℃時，反應2HI(g)H2(g)＋I2(g)的化學平衡常數(shù)為（）A、50B、0.02C、100D、無法確定T2P1nzT2PT2P1nzT2P2T1P2t及壓強(P1和P2)下，產(chǎn)物Z的物質的量(nZ)與反應時間(t)的關系如圖所示。下列判斷正確的是（）A、T1<T2P1<P2B、T1<T2P1>P2C、T1>T2P1>P2D、T1>T2P1<P217、同質量的鋅與鹽酸反應，欲使反應速率增大，選用的反應條件正確的組合是：①鋅粒②鋅片③鋅粉④5%鹽酸⑤10%鹽酸⑥15%鹽酸⑦加熱⑧用冷水冷卻⑨不斷振蕩⑩迅速混合后靜置（）A、③⑥⑦⑨B、③⑤⑦⑨C、①④⑧⑩D、②⑥⑦⑩18、某化學反應其△H==—122kJ/mol，?S==231J/(mol·K)，則此反應在下列哪種情況下可自發(fā)進行（）A、在任何溫度下都能自發(fā)進行B、在任何溫度下都不能自發(fā)進行C、僅在高溫下自發(fā)進行D、僅在低溫下自發(fā)進行19、對于可逆反應A（g）+2B(g)2C(g)(正反應吸熱)，下列圖象中正確的是ABCD20、在恒溫恒容的密閉容器里發(fā)生可逆反應：2A（g）＋B（g）2C（g）。容器內(nèi)開始加入下列各組物質，達到平衡時逆反應速率最小的是（）A、2molA和1molBB、1molA和1molBC、1molA和2molBD、1molB和1molC21、已知可逆反應A+2BM+N（正反應為放熱反應），在一定條件下達到平衡時，A在反應混合物中的質量分數(shù)為a%，若要通過改變條件使A的質量分數(shù)變?yōu)?a%，則下列各項可改變的條件中，一定能達到目的的是（其中a<50）（）A、增大容器體積 B、增大反應容器內(nèi)壓強C、升高反應溫度 D、使用適量催化劑22、在密閉容器內(nèi)，使1molN2和3molH2混合發(fā)生下列反應：3H2+N22NH3△H＜0（1）當反應達到平衡時，N2和H2的濃度比是______。（2）保持體積不變，升高溫度時，混合氣體的平均式量_____，密度_____。（3）當達到平衡時，充入Ar氣，并保持體積不變，平衡將_______移動。（4）當達到平衡時，充入Ar氣，并保持壓強不變，平衡將______移動。（5）當達到平衡時，充入N2并保持壓強不變，平衡將________移動。（6）當達到平衡時，將c（N2）、c（H2）、c（NH3）同時增大1倍，平衡將___移動。23、在體積相同的四個容器，按下列要求充氣體，并加入適當催化劑，①1molN2+3molH2②2molN2+3molH2③1molH2+4molH2④1molN2+4molH2+0.5molNH3在700K時分別建立平衡，四種情況下H2的轉化率由大到小的順序是_______。（1）該反應的化學平衡常數(shù)表達式為；（2）根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，反應開始至達到平衡時，平均速率v(HI)為；（3）反應達到平衡后，第8分鐘時：①若升高溫度，化學平衡常數(shù)K（填寫增大、減小或不變）HI濃度的變化正確；（用圖2中a～c的編號回答）②若加入I2，H2濃度的變化正確的是。（用圖2中d～f的編號回答）（4）反應達到平衡后，第8分鐘時，若反容器的容積擴大一倍，請在圖3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況。25、甲烷蒸氣轉化反應為：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，工業(yè)上可利用此反應生產(chǎn)合成氨原料氣H2。已知溫度、壓強和水碳比[]對甲烷蒸氣轉化反應的影響如下圖：圖1（水碳比為3）圖2（水碳比為3）圖3（800℃）⑴該反應平衡常數(shù)K表達式為________________________。⑵升高溫度，平衡常數(shù)K_________（選填“增大”、“減小”或“不變”，下同），降低反應的水碳比，平衡常數(shù)K__________。⑶圖2中，兩條曲線所示溫度的關系是：t1