第七章 化学反应速率与平衡
第1课时 反应速率及影响因素
知识点一 化学反应速率的概念及计算
1化学反应速率
2化学反应速率计算的万能方法——三段式法
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),起始时A的浓度a mol·L-1,B的浓度为b mol·L-1
反应进行至t1s时,A消耗了x mol·L-1,则化学反应速率可计算如下:
      mA(g)+nB(g)  pC(g)+qD(g)
起始/(mol·L-1a    b        0
转化/(mol·L-1x             
t1/(mol·L-1ax    b    
则:v(A)= mol·L-1·s-1v(B)= mol·L-1·s-1
v(C)= mol·L-1·s-1v(D)= mol·L-1·s-1
3化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比,即v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq
如一定温度下,在密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)。已知v(A)=0.6 mol·L-1·s-1,则v(B)=0.2 mol·L-1·s-1v(C)=0.4 mol·L-1·s-1
4化学反应速率的大小比较
(1)归一法
将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。
(2)比值法
将各物质表示的反应速率转化成同一单位后,再除以对应各物质的化学计量数,然后对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。如反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),若,则反应速率A>B。
知识点二 影响化学反应速率的因素
1影响化学反应速率的因素
(1)内因
反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。
(2)外因(只改变一个条件,其他条件不变)
[提醒] 改变固体或纯液体的量对化学反应速率无影响。
浓度、温度、压强发生变化或加入催化剂时,正、逆反应速率均增大或减小,如升高温度,不论是放热反应还是吸热反应,化学反应速率均加快。
(3)反应体系条件改变对反应速率的影响
恒温时:体积缩小压强增大浓度增大反应速率增大。
恒温恒容时:
a.充入气体反应物总压强增大浓度增大反应速率增大。
b.充入惰性气体总压强增大,但各气体分压不变各物质的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小。
总之,压强改变而对反应速率产生的影响是因为压强改变会引起浓度变化,从而对反应速率产生影响。
2化学平衡状态理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
活化能:如图
图中:E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1E2
有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
2课时 平衡状态与平衡移动
考点一 化学平衡状态
1化学平衡研究的对象——可逆反应
2化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,我们称为化学平衡状态,简称化学平衡。
(2)建立过程
在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下:
以上过程可用如图表示:
(3)平衡特点
3化学平衡状态的判断
化学反应
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡
各物质的质量或质量分数一定
平衡
各气体的体积或体积分数一定
平衡
总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反
应速率之
间的关系
单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A
平衡
单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C
平衡
v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq
不一定平衡
单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q mol D
不一定平衡
压强
其他条件一定、总压强一定,且mnpq
平衡
其他条件一定、总压强一定,且mnpq
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量
平均相对分子质量一定,且mnpq
平衡
平均相对分子质量一定,且mnpq
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
平衡
气体密度(ρ)
只有气体参加的反应,密度保持不变(恒容密闭容器中)
不一定平衡
mnpq时,密度保持不变(恒压容器中)
平衡
mnpq时,密度保持不变(恒压容器中)
不一定平衡
反应体系内有物质的颜稳定不变(其他条件不变)
平衡
考点二 化学平衡移动及化学反应进行的方向