第三章 化学反应速率和化学平衡(1)
化学反应速率和化学平衡
化学反应速率和化学平衡化学反应速率是指化学反应在单位时间内发生的变化量。
它是反应过程中物质转化的快慢程度的量化描述。
化学平衡是指当化学反应达到稳定状态时,反应物和生成物浓度之间的比例关系保持不变的状态。
反应速率和化学平衡是化学反应中两个重要的概念,它们对于我们理解和控制化学反应过程具有重要的意义。
一、化学反应速率化学反应速率的定义是单位时间内反应物消耗量或产物生成量与时间的比值。
它可以用下面的公式来表示:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示变化所用的时间。
化学反应速率受到多种因素的影响,其中最主要的有反应物浓度、温度、催化剂和反应物粒子间的碰撞频率等。
当反应物浓度增加时,反应发生的可能性就会增加,因此反应速率也会增大。
温度对于反应速率的影响很大,一般来说,温度升高时,反应速率会迅速增加。
这是因为温度升高会增加反应物的动能,提高粒子的碰撞频率,从而促进反应的进行。
催化剂是一种物质,它可以降低反应的活化能,使反应发生更容易。
催化剂通过提供一个新的反应路径,使反应能够以更低的能量发生。
因此,加入适量的催化剂可以大大加快反应速率。
此外,反应物粒子间的碰撞频率也会影响反应速率。
当反应物的浓度较低时,粒子之间的碰撞次数较少,因此反应速率较低。
二、化学平衡当一个化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度之间的比例关系将保持不变。
在平衡状态下,反应物的转化速率等于生成物的转化速率。
化学平衡可以用下面的反应判断式来表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A和B是反应物,C和D是生成物,a、b、c、d分别表示各物质的系数。
化学平衡是一个动态平衡,即反应物和生成物之间的转化一直在进行,但是总的浓度不再改变。
平衡常数K用来描述平衡系统中各组分浓度之间的关系。
当反应达到平衡时,平衡常数K的值将保持不变。
化学平衡可以通过改变反应条件来调节。
通过改变温度、压力或改变反应物浓度可以使平衡位置发生移动,从而改变反应的结果。
医用化学第三章 化学反应速率与化学平衡教学教材
例
注意:有时通过实验测定而得到的速率表达 式与假设该反应为元反应,应用质量作用定 律求出的速率表示式一致,也不能说明I2) 复杂反应
A + BC = AB + C 的势能变化图
Ea>Ea`,正反应为吸热反应
Ea<Ea`,正反应为放热反应
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第三节 影响反应速率的因素
本节介绍影响化学反应速率的外因 一、浓度对化学反应速率的影响 二、温度与化学反应速率的关系 三、催化剂与化学反应速率的关系
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一、浓度对化学反应速率的影响
大量事实证明:浓度增大,反应速率增 大,如何解释?
根据反应机理可写出复杂反应的
速率方程。
例
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(三)、反应分子数
元反应中,反应物系数之和称为反应分子 数(molecularity of reaction )
SO 2C2l CO+ NO 2
SO 2 +C2l 单分子反应 NO+CO 2 双分子反应
2NO+ O2
2NO2 三分子反应(较少)
对于元反应,反应分子数=反应级数
医用化学第三章 化学反应速率 与化学平衡
第一节 化学反应速率及其表示方法
化学反应速率是用来表示化学反应快慢的物
理量,其大小一般用浓度随时间的变化率来
表示。
一般用v表示,单位mol·L-1·时间-1
平均速率: Δc反应物 或 Δc生成物
Δt
Δt
瞬时速率:
lim lim v c d c 反应 或 物 v c d c 生成
(一)、质量作用定律(适用于基元反应) 一定温度下,元反应的反应速率与各个
化学反应速率和化学平衡
第三章化学反应速率和化学平衡研究化学反应不仅要注意其产物的种类,还必须注意另外两个重要问题:一是反应进行的快慢,即化学反应的速度问题;二是反应进行的程度问题,即化学平衡的问题。
研究并掌握化学反应速率和化学平衡的规律,可以帮助人们在化工生产中,选择最适宜的反应条件,在最短的时间内,提高原料的利用率。
第一节化学反应速率一、化学反应速率的表示方法化学反应进行的速率差别很大,如火药爆炸、核反应、酸碱中和等瞬间即可反应完成;而钢铁的生锈、橡胶的老化要经过较长的时间才能察觉;自然界中岩石的风化、煤或石油的形成,则需要长达几十万年甚至亿万年。
在化学反应中,随反应的进行,反应物的浓度不断减小,生成物浓度不断增大。
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化学反应速率。
浓度单位为mol/ L,时间单位用h(小时)、min(分)、s(秒)表示。
反应速率的单位为mol/L·s、mol/L·min、mol/L·h。
应当指出,该反应速率实际上是一定时间间隔内平均反应速率,而不是瞬间速率。
例如,某反应物的初始浓度是2mol/L,2秒后其浓度变为0.6mol/L,则2秒内该反应物的平均反应速率为0.7mol/L·s。
注意,同一化学反应,用不同的反应物或生成物的浓度变化来表示其反应速率时,其结果不同。
二、影响化学反应速率的因素化学反应速率的快慢,首先取决于反应物的性质。
氢与氟在低温、暗处发生爆炸反应;氢与氯则需要光照或加热才能化合。
其次,浓度、压力、温度、催化剂等外界条件对反应速率也有不可忽略的影响。
1. 浓度对反应速率的影响(1)基元反应与非基元反应反应方程式只能表示反应物与生成物之间的数量关系,不能表示反应进行的实际过程。
一步就能完成的反应称为基元反应。
例如:2NO 2 → 2NO+ O 2经过两步或两步以上才能完成的反应称为非基元反应。
例如:H 2(g) + I 2(g) →2HI(g)反应分两步进行,每一步均为基元反应:第一步 I 2(g) →2I(g)第二步 H 2 + 2I(g) →2HI(g)(2)基元反应速率方程—质量作用定律一定温度下,基元反应的反应速率与各反应物浓度的幂次方乘积成正比,其中各反应物浓度的幂指数为基元反应方程式中各反应物的分子数,这种定量关系称为质量作用定律。
化学反应速率与化学平衡知识点归纳完整版
化学反应速率与化学平衡知识点归纳集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]化学反应速率与化学平衡考点归纳一、化学反应速率⑴. 化学反应速率的概念及表示方法:通过计算式: 来理解其概念: ①化学反应速率与反应消耗的时间(Δt)和反应物浓度的变化(Δc)有关;②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的.但这些数值所表示的都是同一个反应速率.因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准.用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比.如:化学反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m ∶n ∶p ∶q③一般来说,化学反应速率随反应进行而逐渐减慢.因此某一段时间内的化学反应速率,实际是这段时间内的平均速率,而不是瞬时速率.⑵. 影响化学反应速率的因素:【注意】①化学反应速率的单位是由浓度的单位(mol ·L -1)和时间的单位(s 、min 或h)决定的,可以是mol ·L -1·s -1、mol ·L -1·min -1或mol ·L -1·h -1,在计算时要注意保持时间单位的一致性.②对于某一具体的化学反应,可以用每一种反应物和每一种生成物的浓度变化来表示该反应的化学反应速率,虽然得到的数值大小可能不同,但用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.如对于下列反应: mA + nB = pC + qD tc v ∆∆=qD v p C v n B v m A v )()()()(=== 有:)(A ν∶)(B ν∶)(C ν∶)(D ν=m ∶n ∶p ∶q或: ③化学反应速率不取负值而只取正值.④在整个反应过程中,反应不是以同样的速率进行的,因此,化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率.[有效碰撞] 化学反应发生的先决条件是反应物分子(或离子)之间要相互接触并发生碰撞,但并不是反应物分子(或离子)间的每一次碰撞都能发生化学反应.能够发生化学反应的一类碰撞叫做有效碰撞.[活化分子] 能量较高的、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子.说明 ①活化分子不一定能够发生有效碰撞,活化分子在碰撞时必须要有合适的取向才能发生有效碰撞.②活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数.当温度一定时,对某一反应而言,活化分子百分数是一定的.活化分子百分数越大,活化分子数越多,有效碰撞次数越多.[影响化学反应速率的因素]I. 决定因素(内因):反应物本身的性质Ⅱ. 条件因素(外因)压强对于有气体参与的化学反应,其他条件不变时(除体积),增大压强,即体积减小,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率加快;反之则减小.若体积不变,加压(加入不参加此化学反应的气体)反应速率就不变.因为浓度不变,单位体积内活化分子数就不变.但在体积不变的情况下,加入反应物,同样是加压,增加反应物浓度,速率也会增加.温度只要升高温度,反应物分子获得能量,使一部分原来能量较低分子变成活化分子,增加了活化分子的百分数,使得有效碰撞次数增多,故反应速率加大(主要原因).当然,由于温度升高,使分子运动速率加快,单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快(次要原因)催化剂使用正催化剂能够降低反应所需的能量,使更多的反应物分子成为活化分子,大大提高了单位体积内反应物分子的百分数,从而成千上万倍地增大了反应物速率.负催化剂则反之.浓度当其它条件一致下,增加反应物浓度就增加了单位体积的活化分子的数目,从而增加有效碰撞,反应速率增加,但活化分子百分数是不变的 .其他因素增大一定量固体的表面积(如粉碎),可增大反应速率,光照一般也可增大某些反应的速率;此外,超声波、电磁波、溶剂等对反应速率也有影响.图表如下:二、化学平衡状态⑴前提——密闭容器中的可逆反应⑵条件——一定条件的T、P、c ——影响化学平衡的因素⑶本质——V(正)=V(逆)≠0⑷特征表现——各组分的质量分数不变化学平衡可以用五个字归纳:逆:研究对象是可逆反应动:动态平衡.平衡时v正=v逆≠0等:v(正)=v(逆)定:条件一定,平衡混合物中各组分的百分含量一定(不是相等);变:条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平衡.【说明】a.绝大多数化学反应都有一定程度的可逆性,但有的逆反应倾向较小,从整体看O.实际上是朝着同方向进行的,例如NaOH + HCl = NaCl + H2b.有气体参加或生成的反应,只有在密闭容器中进行时才可能是可逆反应.如CaCO3受热分解时,若在敞口容器中进行,则反应不可逆,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2↑;若在密闭容器进行时,则反应是可逆的,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2可逆反应的特点:反应不能进行到底.可逆反应无论进行多长时间,反应物都不可能100%地全部转化为生成物.1.化学平衡状态①定义:一定条件(恒温、恒容或恒压)下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物(包括反应物和生成物)中各组分的质量分数(或体积分数)保持不变的状态.②化学平衡状态的形成过程:在一定条件下的可逆反应里,若开始时只有反应物而无生成物,根据浓度对化学反应速率的影响可知,此时ν正最大而ν逆为0.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,则ν正越来越小而ν逆越来越大.当反应进行到某一时刻,ν正=ν逆,各物质的浓度不再发生改变,反应混合物中各组分的质量分数(或体积分数)也不再发生变化,这时就达到了化学平衡状态.2.化学平衡的标志:(处于化学平衡时)①、速率标志:v正=v逆≠0;②、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;③、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;④、反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同;⑤、对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,体积和压强也不再发生变化.【例1】在一定温度下,反应A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是( C )A. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的ABB. 容器内的压强不随时间变化C. 单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2D. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的B23.化学平衡状态的判断举例反应: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分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总压强、总体积、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同时生成p molC,均指v正不一定平衡③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成了n molB,同时消耗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的平均分子量一定,①当m+n≠p+q时,平衡②当m+n=p+q时,不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据图表4.化学平衡移动⑴勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动.其中包含:①影响平衡的因素:浓度、压强、温度三种;②原理的适用范围:只适用于一项条件发生变化的情况(即温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂; ③平衡移动的结果:只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化.⑵平衡移动:是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程.一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动.即总结如下: ⑶影响化学平衡移动的条件①浓度、温度的改变,都能引起化学平衡移动.而改变压强则不一定能引起化学平衡移动.强调:气体体积数发生变化的可逆反应,改变压强则能引起化学平衡移动;气体体积数不变的可逆反应,改变压强则不会引起化学平衡移动.催化剂不影响化学平衡.②速率与平衡移动的关系: I . v 正=v 逆,平衡不移动;II. v 正>v 逆,平衡向正反应方向移动;正<v 逆,平衡向逆反应方向移动.强调:加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡的时间,但不一定能使平衡发生移动.③平衡移动原理:(勒夏特列原理)⑷转化率变化的一般规律(用等效平衡原理来分析)①当温度、压强(造成浓度变化的压强变化)造成平衡正向移动时,反应物转化率一定增大②若反应物只有一种:aA(g)=bB(g)+cC(g),在恒温恒压状态下,若n(C):n(B)=c:b,充入A,转化率不变;在恒温恒容状态下,在不改变其他条件时,增加A的量,A的转化率与气体物质的计量数有关:①若a = b + c : A的转化率不变;②若a > b + c : A的转化率增大;③若a < b + c : A的转化率减小.③若反应物不只一种:aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)α在不改变其他条件时,只增加A的量,A的转化率减小,而B的转化率增大.β将C、D全部转化成A、B得到一个A、B的物质的量之比,按照这个比例加入A、B,恒温恒压时,转化率不变;恒温恒容时,反应物的转化率与气体物质的计量数有关:若a+b=c+d,A、B的转化率都不变;若a+b>c+d,A、B的转化率都增大;若a+b<c+d,A、B的转化率都减小.γ若n(A):n(B)=a:b,恒温恒压时,只要加入C、D的量之比符合C、D的化学计量数之比,转化率不变;恒温恒容时,若a+b=c+d,A、B的转化率都不变,若a+b>c+d,A、B的转化率都增大,若a+b<c+d,A、B的转化率都减小④同一个化学反应,等量加入反应物时,在恒压容器中的转化率总是大于等于在恒容容器中的转化率,当且仅当反应的Δn=0时转化率相等(此时就等效于恒压).对以上3种情况可分别举例,可加深对概念的理解:例1:某恒温恒容的容器中,建立如下平衡:2NO 2(g ) N 2O 4(g ),在相同条件下, 若分别向容器中通入一定量的NO 2气体或N 2O 4气体,重新达到平衡后,容器内N 2O 4的体积分数比原平衡时 ( ) A .都增大 B .都减小 C .前者增大后者减小 D .前者减小后者增大 解析:2NO 2(g )N 2O 4(g )是气体体积减小的可逆反应.反应达到平衡后,无论向密闭容器中加入N O 2还是N 2O 4气体,可视为加压,平衡都向右移动,达到新平衡时NO 2的转化率都增大.答案选A例2:一定温度下,将a mol PCl 5通入一个容积不变的反应器中,达到如下平衡:PCl 5(g )PCl 3(g )+Cl 2(g ),测得平衡混合气体压强为p 1,此时再向反应器中通入a mol PCl 5,在温度不变的条件下再度达到平衡,测得压强为p 2,下列判断正确的是( ) A. 2p 1>p 2 B. PCl 5的转化率增大 C. 2p 1<p 2 D. PCl 3%(体积含量)减少 解析:PCl 5(g )PCl 3(g )+Cl 2(g )是气体体积增大的可逆反应.如反应达到平衡后,再向密闭容器中加入PCl 5, PCl 3的物质的量会有增加,此时可视为加压,平衡向左移动,反应达到新的平衡时PCl 5在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加,但PCl 5的转化率降低.答案选A 例3: 2HI (g )H 2(g )+I 2(g )是气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后,再向固定密闭容器中加入HI ,使c (HI )的浓度增大,HI 平衡转化率不变.对于气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后增加反应物,达到新的化学平衡时反应物的转化率不变.应注意的是,实际应用时,题目所给的条件并不向上面总结的那么理想化,因此应该利用等效平衡知识具体问题具体分析. ⑸压强变化对于转化率的影响对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),(a+b≠c+d)在压强变化导致平衡移动时,充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动转化率如何变化可归纳为以下两方面:1. 恒温恒容条件下充入“惰性气体”,化学平衡不移动.因平衡体系的各组分浓度均未发生变化,故各反应物转化率不变.2. 恒温恒压条件下充入“惰性气体”,化学平衡向气体体积增大的方向移动.因为此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,继而可判断指定物质的转化率变化.变式训练:1、在一容积可变的密闭容器中,通入1molX和3molY,在一定条件下发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),到达平衡后,Y的转化率为a%,然后再向容器中通入2molZ,保持在恒温恒压下反应,当达到新的平衡时,Y的转化率为b%.则a与b的关系是()A.a=b B.a>b C.a<b D.不能确定2、两个体积相同的密闭容器A、B,在A中充入S O2和O2各1mol,在B中充入SO2和O2各2 mol,加热到相同温度,有如下反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),对此反应,下述不正确的是()A.反应速率B>A B.SO2的转化率B>AC.平衡时各组分含量B = A D.平衡时容器的压强B>A3、一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应:xA(气)+yB(气) nC(气),达到平衡后,测得A气体的浓度为L.保持温度不变将容器的容积扩大1倍,再达平衡时,测得A气体的浓度为L,则下列叙述中正确的是()A、x+y<nB、该化学平衡向右移动C、B的转化率增大D、C的体积分数减小4、一定温度下,在一个体积可变的密闭容器中加入2 molH2和2 molN2,建立如下平衡: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)相同条件下,若向容器中再通入1 mol H2和,1molN2又达到平衡.则下列说法正确的是()A.NH3的百分含量不变B.N2的体积分数增大C.N2的转化率增大 D.NH3的百分含量增大5、某温度下的密闭容器中发生如下反应:2M(g)+N(g) 2E(g),若开始时只充入2 mol E(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%;若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体,则达平衡时M的转化率为()A.20%% %% 参考答案: 1、 A 2、C 3、D 4、A 5、C总之,判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向,当增大物质的浓度难以判断平衡移动的方向时,可转化为压强问题进行讨论;当增大压强难以判断平衡移动的方向时,可转化为浓度问题进行讨论.5、等效平衡问题的解题思路⑴概念:同一反应,在一定条件下所建立的两个或多个平衡中,混合物中各成分的含量相同,这样的平衡称为等效平衡.⑵分类:①等温等容条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等同平衡.②等温等压条件下的等效平衡:在温度和压强不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等比例平衡.③等温且Δn=0条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,对于反应前后气体总分子数不变的可逆反应,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边任意一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为不移动的平衡.【归纳】等效平衡规律对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在两种不同起始状态下反应,达平衡后互为等效平衡的条件是:6、速率和平衡图像分析⑴分析反应速度图像①看起点:分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点.②看变化趋势:分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应.升高温度时,△V 吸热>△V放热.③看终点:分清消耗浓度和增生浓度.反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比.④对于时间——速度图像,看清曲线是连续的,还是跳跃的.分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”.增大反应物浓度V正突变,V逆渐变.升高温度,V 吸热大增,V放热小增.⑵化学平衡图像问题的解答方法:①三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看△V正、△V逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向.②四要素分析法:看曲线的起点;看曲线的变化趋势;看曲线的转折点;看曲线的终点.③先拐先平:对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) ,在转化率-时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡.它所代表的温度高、压强大.这时如果转化率也较高,则反应中m+n>p+q.若转化率降低,则表示m+n<p+q.④定一议二:图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系. 化学反应速率化学反应进行的快慢程度,用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.解化学平衡图像题的技巧1、弄清横坐标和纵坐标的意义.2、弄清图像上点的意义,特别是一些特殊点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义.3、弄清图像所示的增、减性.4、弄清图像斜率的大小.5、看是否需要辅助线.6、看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势7、先出现拐点的曲线先平衡,所处的温度较高或压强较大;还可能是使用正催化剂8、定压看温度变化;定温看压强变化.7、化学平衡常数在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数,这个常数叫做化学平衡常数,简称平衡常数.用符号K表示.(1)平衡常数K的表达式: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化学平衡时,该反应的平衡常数为:【注意】:a.在平衡常数表达式中,反应物A、B 和生成物C、D的状态全是气态,c(A)、c(B)、c(C)、c(D)均为平衡时的浓度.b.当反应混合物中有固体或纯液体时,他们的浓度看做是一个常数1,不必写入平衡常数的表达式中.例如,反应在高温下 Fe3O4(s) + 4H23Fe(s) + 4H2O(g)的平衡常数表达式为:又如,在密闭容器中进行的可逆反应CaCO3(s) CaO(s) + CO2↑的平衡常数表达式为:K=c(CO2)c.平衡常数K的表达式与化学方程式的书写方式有关.例如:N2 + 3H22NH3)()()()(n BcAcDcCcKmqp⋅⋅=)()(2424HcOHcK=)()()(232321HcNcNHcK⋅=2NH 3N 2 + 3H 2 N 2 + H 2NH 3 显然,K 1、K 2、K 3具有如下关系: 2/113)(K K = (2)平衡常数K 值的特征:①K 值的大小与浓度、压强和是否使用催化剂无关.即对于一个给定的反应,在一定温度下,不论起始浓度(或压强)和平衡浓度(或压强)如何,也不论是否使用催化剂,达平衡时,平衡常数均相同.②K 值随温度的变化而变化.对于一个给定的可逆反应,温度不变时,K 值不变(而不论反应体系的浓度或压强如何变化);温度不同时,K 值不同.因此,在使用平衡常数K 值时,必须指明反应温度. (3)平衡表达式K 值的意义:①判断可逆反应进行的方向.对于可逆反应:mA(g) + nB(g)pC(g) +qD(g),如果知道在一定温度下的平衡常数,并且知道某个时刻时反应物和生成物的浓度,就可以判断该反应是否达到平衡状态,如果没有达到平衡状态,则可判断反应进行的方向.将某一时刻时的生成物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积,与某一时刻时的反应物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积之比值,叫做浓度商,用Q C 表示.即:当Q C =K 时,体系达平衡状态;当Q C <K ,为使Q C 等于K ,则分子(生成物浓度的乘积)应增大,分母(反应物浓度的乘积)应减小,因此反应自左向右(正反应方向)进行,直至到达平衡状态;同理,当Q C >K 时,则反应自右向左(逆反应方向)进行,直至到达平衡状态.②表示可逆反应进行的程度.)()()(22/322/133H c N c NH c K ⋅=)()()(322322NH c H c N c K ⋅=)()()()(n B c A c D c C c Q m qp c ⋅⋅=K 值越大,正反应进行的程度越大(平衡时生成物的浓度大,反应物的浓度小),反应物的转化率越高;K 值越小,正反应进行的程度越小,逆反应进行的程度越大,反应物的转化率越低.一般来说,当K>105时,反应可以认为进行完全.化学平衡计算题求解技巧1、化学平衡常数(1)化学平衡常数的数学表达式 (2)化学平衡常数表示的意义平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小,K 值越大,反应进行越完全,反应物转化率越高,反之则越低. 2、有关化学平衡的基本计算 (1)物质浓度的变化关系反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度 生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度其中,各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比.(2)反应的转化率(α): ×100% (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应,在计算时经常用到理想气体方程式: pV=nRT根据这个方程式可以定性甚至定量地比较气体的性质、参数 (4)计算模式(“三段式”) 浓度(或物质的量等) aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)(或质量、浓度)反应物起始的物质的量(或质量、浓度)反应物转化的物质的量=α起始 m n 0 0 转化 ax bx cx dx 平衡 m-ax n-bx cx dx根据“三段式”可以求出关于这个可逆反应的某种物质的反应速率、转化率、质量(或体积等)分数以及反应的平衡常数等 技巧一:三步法三步是化学平衡计算的一般格式,根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量.但要注意计算的单位必须保持统一,可用mol 、mol/L ,也可用L.例1 X 、Y 、Z 为三种气体,把a mol X 和b mol Y 充入一密闭容器中,发生反应X + 2Y2Z ,达到平衡时,若它们的物质的量满足:n (X )+ n (Y )= n (Z ),则Y 的转化率为( )A 、B 、C 、D 、 解析:设Y 的转化率为αX + 2Y2Z起始(mol ) a b 0转化(mol ) αb αb平衡(mol )-a -b αb αb依题意有:-a + -b αb = αb , 解得:α= .故应选 B. 技巧二:差量法差量法用于化学平衡计算时,可以是体积差量、压强差量、物质的量差量等等.%1005⨯+b a %1005)(2⨯+b b a %1005)(2⨯+b a %1005)(2⨯+a b a αb 21αb 21αb 21%1005)(2⨯+b b a例2 某体积可变的密闭容器,盛有适量的A 和B 的混合气体,在一定条件下发生反应: A + 3B2C ,若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为VL ,其中C 气体的体积占10%,下列推断正确的是( ) ①原混合气体的体积为 L ②原混合气体的体积为 L ③反应达平衡时,气体A 消耗掉 L ④反应达平衡时,气体B 消耗掉 L A 、②③ B 、②④ C 、①③ D 、①④ 解析: A + 3B2C ΔV起始(L ) 1 3 2 2 平衡(L )所以原混合气体的体积为V L + L = L ,由此可得:气体A 消耗掉 L ,气体B 消耗掉 L.故本题选A.变式 某温度下,在密闭容器中发生如下反应,2A(g)2B(g)+C(g),若开始时只充入2 mol A 气体,达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%,则平衡时A 的体积分数为 .解析:等温度、等体积时,压强增大了20%,也就是气体的物质的量增多了2 mol ×20%= mol ,即平衡时气体的物质的量变为 mol. 2A(g)2B(g) + C(g) Δn2 2 1 1 变化(mol )平衡时,n(A)=2 mol - mol = mol ,n(总)= mol ,故A 的体积分数为: ×100%=50%. 技巧三:守恒法2.4mol1.2mol1、质量守恒 例3、a mol N 2与b mol H 2混合,要一定条件下反应达到平衡,生成了c mol NH 3,则NH 3在平衡体系中质量分数为( ) A 、 B 、 C 、 D 、解析:由质量守恒定律可知:在平衡体系中的混合气体总质量应等于反应前N 2和H 2混合气的总质量.即NH 3在平衡体系中的质量分数为 .故本题应选B.2、原子个数守恒例4 加热时,N 2O 5可按下列分解:N 2O 5 N 2O 3 + O 2、N 2O 3又可按下列分解:N 2O 3N 2O + O 2.今将 4 molN 2O 5充入一升密闭容器中,加热至 t ℃时反应达到了平衡状态.平衡时,c (O 2)= mol/L, c (N 2O 3)= mol/L,c (N 2O )= _______ mol/L ,此时N 2O 5的分解率为 ________.解析:N 2O 5的起始浓度为c (N 2O 5)=4mol/L ,平衡时的气体成份及浓度为: 达平衡时的气体成份:N 2O 5 N 2O 3 N 2O O 2 平衡浓度(mol/L ) x y 由N 原子守恒:422262.12⨯=+⨯+y x 由O 原子守恒:4525.4362.15⨯=⨯++⨯+y x解得:x = mol/L ,y = mol/L ,所以,c (N 2O )= mol/L ,N 2O 5的分解率为: .变式 一定温度下,反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)达到平衡时,%1001722817⨯-+cb a c%100⨯++cb ac %10022817⨯+ba c%10022834⨯+ba c%5.76%100/4/94.0/4=⨯-Lmol Lmol L mol %10022817⨯+ba c。
第3章 化学反应速度和化学平衡答案
2y 2
同理,
y=1
v3 0.240mol L-1 s1 k (0.20mol L-1 ) x (0.20mol L-1 ) y v2 0.060mol L-1 s1 k (0.10mol L-1 ) x (0.20mol L-1 ) y
x=2 三级反应
2
解:设 40℃时速率是 37℃时速率的 x 倍 lnx
50 103 J mol1 313K 310K ( ) 0.186 8.314J K 1 mol1 313K 310K
从 37℃到 40℃,该反应的速率增大 20%
x = 1.20
3-11. 判断题(对的记“√”,错的记“×”): (1)质量作用定律只适用于基元反应,故对简单反应不适用。 (2) 零级反应的速率为零。 (3) 活化能随温度的升高而减小 (4)反应级数愈高,则反应速率受反应物浓度的影响愈大。 (5)速率常数取决于反应物的本性,也与温度和催化剂有关。 (6) 降低温度可降低反应的活化能。 解:(1)错 (2)错 (3)错 (4)对 (5)对 (6)错 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
(3) Ac-(aq) + H2O(l)
θ 2+
解:(1) K [Ba ]r [SO4 ]r
pr (CO) pr (CO2 )
[HAc]r [OH - ]r (3) K [Ac- ]r
θ
pr (H 2 ) [Mg 2+ ]r (4) K [H + ]r2
θ
3-13. 已知下列反应:
C(s) + H2O(g)
3-15. 已知某反应△ rHmӨ(298K)= 20kJ·mol-1, 在 300K 的标准平衡常数 KӨ 为 103, 求反 应的标准熵变量△ rSmӨ(298K) 。 解:△ rGmӨ(300K) = -RTlnKӨ = -8.314× 10-3 kJ·mol-1× 300K× ln103 = -17.23 kJ·mol-1 △ rGmӨ) (300K) ≈△ rHmӨ - T△ rSmӨ -17.23 kJ·mol-1 = 20kJ·mol-1 - 298K× △ rSmӨ △ rSmӨ = 0.125 kJ·K-1·mol-1 = 125 J·K-1·mol-1 3-16. HI 的分解反应为 2HI(g) H2(g) + I2(g) 开始时 HI(g)的浓度为 1.00mol·L-1,
化学反应速率与化学平衡实验
化学反应速率与化学平衡实验化学反应速率和化学平衡是化学研究中的重要概念。
通过实验可以探讨反应速率和平衡的影响因素,以及它们之间的关系。
本篇文章将介绍化学反应速率与化学平衡的实验方法和实验结果。
一、反应速率实验反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物产生的量。
常用的实验方法包括观察溶液颜色的变化、测量气体体积的变化或质量的变化等。
1. 实验材料和设备- 环境保护眼镜和实验服- 混合搅拌器或磁力搅拌器- 容量瓶和试管- 测量气体体积的装置,如气体收集瓶- pH计或指示剂纸- 定温槽或恒温箱2. 实验步骤a) 准备实验所需的试剂:反应物和催化剂(如有)。
b) 在容量瓶或试管中混合反应物,并将其置于混合搅拌器中。
注意保持温度恒定。
c) 观察反应的变化,如颜色的变化、气体体积的变化或溶液pH值的变化。
d) 记录实验结果,并计算反应速率。
3. 实验注意事项- 实验过程中要佩戴环境保护眼镜和实验服,确保安全。
- 在实验中要注意反应物的浓度、温度和压力等因素对反应速率的影响。
- 使用合适的计算公式和工具,如质量计或气体收集瓶。
二、化学平衡实验化学平衡是指反应物在一定温度下,前进和倒退反应达到动态平衡状态时的状态。
实验中可以考察平衡位置和平衡常数等。
1. 实验材料和设备- 环境保护眼镜和实验服- 定温槽或恒温箱- 混合搅拌器或磁力搅拌器- 容量瓶和试管- pHe或指示剂纸- 浓度计或光谱仪等测定仪器2. 实验步骤a) 准备实验所需的试剂:反应物和催化剂(如有)。
b) 在容量瓶或试管中混合反应物,并将其置于混合搅拌器中。
注意保持温度恒定。
c) 观察反应的变化,如颜色的变化、溶液浓度的变化或溶液pH值的变化。
d) 测量反应物和生成物的浓度或利用光谱仪测定反应物和生成物的吸收峰。
e) 分析实验结果,并计算平衡常数。
3. 实验注意事项- 实验过程中要佩戴环境保护眼镜和实验服,确保安全。
- 在实验中要注意反应物浓度、温度和压力等因素对平衡位置和平衡常数的影响。
初三化学教案化学平衡与化学反应速率
初三化学教案化学平衡与化学反应速率教案一:化学平衡与化学反应速率教学目标:1. 了解化学平衡的基本概念和原理;2. 掌握化学反应速率的定义和计算方法;3. 理解化学平衡对化学反应速率的影响。
教学内容:1. 化学平衡的定义和特征;2. 化学反应速率的定义和计算方法;3. 化学平衡对化学反应速率的影响。
教学过程:一、导入老师可以通过提问或者实例的方式,引导学生回顾上节课所学的内容,如化学反应的概念、化学方程式等,为本节课的学习做铺垫。
二、化学平衡的定义和特征1. 介绍化学平衡的概念:当化学反应达到稳定状态时,反应物和生成物的浓度不再发生明显变化,称为化学平衡。
2. 解释化学平衡的特征:反应物与生成物的浓度比例固定,且正反应速率相等。
3. 利用实例来说明化学平衡的特征,如N2与H2反应生成NH3。
三、化学反应速率的定义和计算方法1. 介绍化学反应速率的定义:单位时间内反应物消失或生成物产生的量。
2. 计算化学反应速率的方法:根据反应物的浓度变化和反应时间的关系,利用公式计算反应速率。
反应速率 = (反应物浓度变化量) / (反应时间)3. 运用公式计算反应速率的例子,如H2O2分解反应的速率的计算。
四、化学平衡对化学反应速率的影响1. 解释化学平衡对反应速率的影响:在达到化学平衡后,虽然反应速率相等,但反应物和生成物的浓度仍在发生变化。
正反应速率与逆反应速率相等,但浓度是不断变化的。
2. 利用化学平衡对反应速率的影响来解释化学工业中的应用,如N2与H2合成NH3反应。
五、小结本节课主要学习了化学平衡的定义和特征,化学反应速率的计算方法,以及化学平衡对反应速率的影响。
通过本节课的学习,同学们对化学平衡和反应速率有了更深入的理解,并能够运用所学知识解释化学反应中的现象。
教学反思:本节课通过引导学生了解化学平衡的概念、特征和化学反应速率的定义、计算方法,帮助学生理解化学平衡对反应速率的影响。
通过实例和计算的方式,增强了学生对化学反应速率的认识。
第3章 化学反应速率和化学平衡
例如:硫酸钡的沉淀反应,基本上是向 一个方向进行,其逆反应觉察不到:
Ba2++SO42- →BaSO4↓ 再如:氯酸钾的分解反应,在分解过程中 逆反应的条件还不具备,反应物就已耗尽:
2KClO3 ===M=△n=O=2== 2KCl+3O2 象这些反应实际上只能向一个方向进行 到底的反应称为不可逆反应。
化学反应速率和化学平衡是两类不同性质的问 题。前者属于化学动力学范畴,后者属于化学热力 学范畴,因此研究他们的方法有所不同。
2
第一节 化学平衡 (p44)
概述:化学平衡普遍存在于各类化 学反应中,它涉及到在给定条件下,一 种化学反应所能达到的最大限度。本节 主要讨论化学平衡的一般规律。
3
一、可逆反应与化学平衡
K = 0.197
最大转化率:反应达平衡后,反应物转 化为产物的百分数,也叫平衡转化率或理论 转化率。
28
三、平衡浓度和转化率的计算 转化率概念: 平衡时已转化了的某反应物的
量与转化前该反应物的量之比。即:
转化率
已转化了的某反应物的量 转化前该反应物的总量
100%
在恒容条件下可表示为:
转化率
某反应物的起始浓度 平衡浓度 某反应物的起始浓度
生成物产生 ([C]、[D]会增加),因此正反应 速率会逐渐降低,逆反应速率会逐渐增加。 直至某一時間t,正反应速率=逆反应速率, 反应达「化学平衡」。如图示:
7
反应速度→
V正 V正=V逆 (平衡)
V逆
0
达到平衡时间
时间→
化学平衡建立示意图 8
以 2NO2(g)→ N2O4(g) 进行实验所得数据說明之:
4 0.1600 5 0.0000
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学领域中的重要概念。
本文将从理论角度探讨化学反应速率与化学平衡之间的关系,并结合实际例子加以说明。
一、化学反应速率化学反应速率指的是反应物消耗或生成的速度,通常用物质浓度的变化率来表示。
反应速率的公式可表示为:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
化学反应速率受到多种因素的影响,如温度、浓度、表面积、催化剂等。
一般来说,温度越高,反应速率越快;浓度越高,反应速率越快;表面积越大,反应速率越快;催化剂的存在能够降低反应活化能,从而加快反应速率。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,反应物和生成物浓度保持一定比例的状态。
在化学平衡中,正反应和逆反应同时发生,且速率相等,达到动态平衡。
根据勒夏特列亲和定律,一个化学平衡的反应可以用如下公式表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A、B为反应物,C、D为生成物,a、b、c、d为化学计量数。
化学平衡的条件包括温度、压力和浓度。
根据利奥·恩希斯的法则,当某一条件发生变化时,系统会自动调整以维持化学平衡。
温度升高会使平衡位置移动到吸热反应的方向,而当温度降低时,则向放热反应方向移动。
三、化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是反应动力学和反应热力学两个方面的研究对象。
它们之间存在密切的联系。
在反应初期,反应物浓度较高,反应速率也较快。
但随着时间的推移,反应物浓度逐渐降低,反应速率也减慢,最终趋于稳定。
这种情况下,反应尚未达到化学平衡。
在化学平衡时,正反应和逆反应达到动态平衡,速率相等。
这并不意味着反应速率为零,而是表示反应物和生成物的浓度保持稳定,反应速率呈稳定状态。
实际上,反应速率和平衡浓度之间存在着一种动态的关系。
当反应物浓度偏离平衡浓度时,反应势必要重新调整以恢复平衡,从而使反应速率发生变化。
例如,当反应物浓度增加时,反应速率会相应增加,以达到新的平衡状态。
化学反应速率与化学平衡知识点归纳
化学反应速率与化学平衡知识点归纳在化学领域中,反应速率和化学平衡是两个重要的概念。
本文将对这两个知识点进行归纳,并介绍相关概念和公式,以帮助读者更好地理解和掌握这些内容。
一、反应速率反应速率是指单位时间内反应物消失或生成物出现的速度。
反应速率的表示方式可以通过化学方程式中物质的摩尔系数来确定。
以下为表示反应速率的一般公式:aA + bB → cC + dD反应速率可以用反应物浓度的变化来表示。
对于A和B来说,其浓度的变化率等于其摩尔系数的负值乘以反应速率。
具体公式如下:Δ[A]/Δt = - (1/a) * (ΔC/Δt) = - (1/b) * (ΔD/Δt)其中,Δ[A]/Δt表示反应物A浓度的变化率,ΔC/Δt表示生成物C 的浓度的变化率,a和b分别表示反应物A和B在化学方程式中的系数,Δ表示变化的差值。
反应速率主要受以下几个因素影响:1. 温度:温度升高会增加反应物的动能,促进碰撞频率和有效碰撞的发生,从而提高反应速率。
2. 浓度:反应物浓度的增加会增加反应物粒子的碰撞机会,从而增加反应速率。
3. 催化剂:催化剂可以提供新的反应路径,降低反应活化能,加快反应速率。
二、化学平衡化学平衡是指反应物与生成物浓度达到一定稳定状态的情况。
在化学平衡中,反应物的摩尔比例与生成物的摩尔比例保持不变。
化学平衡的关键特征有以下几点:1. 正向反应和逆向反应:在化学平衡中,正向反应和逆向反应同时进行,并且速率相等,达到动态平衡。
2. 平衡常数:平衡常数(K)表示在一定温度下平衡时反应物和生成物浓度的比值。
平衡常数的大小决定了反应的偏向性,可以通过公式K = [C]^c[D]^d /[A]^a[B]^b计算,其中,[A],[B],[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。
3. 影响平衡的因素:温度、浓度和压力可以改变化学平衡。
温度升高会使平衡反应向右移动(即生成物增加),而温度降低会使平衡反应向左移动(即反应物增加)。
第三章化学反应速率和化学平衡精品PPT课件
2、结论 相同条件下,Ea越小,活化分子百分数越 大,单位时间内有效碰撞越多,反应越快。 反之,Ea越大,反应越慢。
二、过渡态理论(transition state theory)简介 以量子化学对反应过程中的能量变化的
研究为依据,认为从反应物种到生成物种之 间存在一个过渡态
快
A + B-C
慢
[A···B···C] 活化络合物
结论: 1、反应物分子必须具有足够的能量,才能 越过能峰(能垒)变为产物分子。 2、反应的活化能Ea越大,能峰越高,能越 过能峰的分子数越少反应速率越小; 反之,Ea越小,反应速率越快。
§3-3 影响化学反应速率的因素 一、基元反应(elementary reaction) 基元反应:反应物分子一步作用直接转 化成产物的反应。 简单反应:由一个基元反应构成的化学 反应称为简单反应。 例:N2O4 = 2NO2 是简单反应,也是基元反应。
定义:时间间隔Δt趋于无限小(Δt→0)时的平均速率 的极限。
lim
c limA
dc A
A
t △t→0
dt
t0
作图法求瞬时速率 从瞬时速率的定义,可以归纳出:
(1)做浓度--时间曲线图;(2)在指定时间的曲线 位置上做切线;(3)求出切线的斜率(用做图法, 量出线段长, 求出比值)。
对于反应 aA + bB = gG + hH 某时刻的瞬时 速率之间, 乃有如此的关系:
第三章 化学反应速率和化学平衡
§3-1 化学反应速率及其表示法 §3-2 反应速率理论简介 §3-3 影响化学反应速率的因素 §3-4 化学平衡 §3-5 化学平衡的移动
§3-1 化学反应速率及其表示法
热力学解决化学反应的可能性和进行的程度问 题,但自发过程是否一定进行得很快? 例:
化学反应速率和化学平衡
第二章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率定义及表示方法不同的反应进行的快慢不一样。
如:快的反应:中和反应等;中等速率反应:氧化还原反应等;慢的反应:自然氧化等。
一、化学反应速率的定义:指在一定条件下,化学反应中反应物转变为生成物的速率。
二、化学反应速率的表示方法:单位时间内反应物或生成物浓度变化的正值(绝对值)例2-1:在CCl4中: 2N2O5 = 4NO2 + O2在一定的时间间隔:△t = t2-t1,△[N2O5] = [N2O5] 2-[N2O5] 1平均反应速率:经过的时间s 时间的变化Δt(s)[N2O5]mol·L-1Δ[N2O5]mol· L-1v(N2O5)mol· L-1·s-10 0 2.10 ————100 100 1.95 -0.15 1.5×10-3 300 200 1.70 -0.25 1.3×10-3 700 400 1.31 -0.39 9.9×10-4 1000 300 1.08 -0.23 7.7×10-4 1700 700 0.76 -0.32 4.5×10-4 2100 400 0.56 -0.20 3.5×10-4 2800 700 0.37 -0.19 2.7×10-4从表中可以看出:反应进行了100秒时:V N2O5 = |( 1.95-2.10) /(100-1)|= 1.5× 10-3mol· L-1· s -1V NO2 = |2× 0.15/100|= 3.0× 10-3mol· L-1· s -1V O2 = |0.15÷ 2/100|= 0.75× 10-3mol· L-1· s -1三种表示速率间关系:这种比例关系与反应的计量数有关。
第三章 化学反应速率和化学平衡答案
第三章 化学反应速率和化学平衡习题3-1 什么是反应的速率常数?它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系? 答:反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比:υ=k·c α(A)·c β(B),式中比例常数k 就是速率常数。
速率常数在数值上等于反应物浓度均为1 mol·L -1时的反应速率。
k 的大小与反应物浓度无关,改变温度或使用催化剂会使速率常数k 的数值发生变化。
习题 3-2 什么是活化能?答:Arrhenius 总结了大量实验事实,提出一个经验公式:速率常数k 的对数与1/T 有线形关系:C TRE k a +⋅-=1ln 式中E a 就是活化能,它表示活化分子具有的最低能量与反应分子平均能量之差。
习题3-3 什么是催化剂?其特点有哪些?答:某些物质可以改变化学反应的速率,它们就是催化剂。
催化剂参与反应,改变反应历程,降低反应活化能。
催化剂不改变反应体系的热力学状态,使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。
不影响化学平衡,只能缩短达到平衡的时间。
习题3-4 NOCl 分解反应为2NOCl→2NO+Cl 2实验测得NOCl 的浓度与时间的关系如下:t/s0 10 20 30 40 50 c (NOCl )/mol·L -12.001.420.990.710.560.48求各时间段内反应的平均速率;用作图法求t =25s 时的瞬时速率。
解:t=0-10s 时,1042.100.2-=∆∆=t c υ= 0.058mol·L -1·s -1 t=10-20s 时,102099.042.1--=∆∆=t c = 0.043mol·L -1·s -1t=20-30s 时,203071.099.0--=∆∆=t c υ= 0.028mol·L -1·s -1t=30-40s 时,304056.071.0--=∆∆=t c υ= 0.015mol·L -1·s -1t=40-50s 时,405048.056.0--=∆∆=t c = 0.008mol·L -1·s -1 作图法略。
高中化学知识点总结1:化学反应速率与平衡
高考化学知识归纳总结-----化学反应速率、化学平衡一、化学反应速率1.定义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,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·min)或mol/(L·s) v=△c·△t2.规律:同一反应里用不同物质来表示的反应速率数值可以是不同的,但这些数值,都表示同一反应速率。
且不同物质的速率比值等于其化学方程式中的化学计量数之比。
如反应mA+nB=pC+qD 的v(A):v(B):v(C):v(D)=m :n :p :q3、化学反应速率大小比较的注意事项由于同一反应的化学反应速率用不同的物质表示数值可能不同,所以比较反应的快慢不能只看数值的大小,而要进行一定的转化。
(1)单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。
(2)换算成同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。
(3)比较反应速率与化学计量数的比值,即对于一般的化学反应:a A(g)+b B(g)===cC (g)+d D(g), 比较v A a 与v B b ,若v A a >v B b,则用A 表示的反应速率比B 的大。
4.影响反应速率的因素(1) 口诀:内因定速率,外因有影响;温浓催化剂,表面原电池;恒容充惰气,速率无变化,平衡不移动;恒压充惰气,有气速减小;相当减压强,衡向大移动;缩容增压强,有气速增大;设计探究验,单一变量法;增浓与压强,单体活化增;升温催化剂,活化百分增;使用催化剂,降低活化能;反应历程变,不变反应热;同增正逆率,平衡不移动。
(2)内因:参加反应的物质的结构和性质是影响化学反应速率的决定性因素。
例如H 2、F 2混合后,黑暗处都发生爆炸反应,化学反应速率极快,是不可逆反应。
而H 2、N 2在高温、高压和催化剂存在下才能发生反应,化学反应速率较慢,由于是可逆反应,反应不能进行到底。
(3)外因:①浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,单位体积发生反应的分子数增加,反应速率加快。
化学平衡和化学反应速率
化学平衡和化学反应速率化学平衡和化学反应速率是化学领域中两个重要概念。
化学平衡是指当反应物与生成物之间的物质的摩尔比例达到一个稳定状态时发生的现象。
化学反应速率则描述了化学反应进行的快慢程度。
本文将探讨化学平衡和化学反应速率的定义、影响因素以及它们之间的关系。
一、化学平衡1. 定义化学平衡是指在封闭系统中,反应物与生成物之间的物质的摩尔比例达到稳定状态时发生的现象。
在化学平衡状态下,反应物和生成物之间的摩尔比例不再发生变化,反应速率正反两个方向相等。
2. 影响因素化学平衡的达成受到多种因素的影响,包括温度、压力和浓度。
增加温度会导致化学反应速率加快,但平衡状态的位置不会改变。
提高压力会使平衡位置向摩尔数较少的一侧移动。
浓度的改变也会影响平衡位置,增加反应物浓度会使平衡位置向生成物一侧移动。
3. 平衡常数平衡常数是描述化学平衡状态中反应物和生成物之间的摩尔比例的数值。
它的大小决定了平衡状态向反应物或生成物偏移的程度。
平衡常数越大,表示生成物的浓度越高;平衡常数越小,表示反应物的浓度越高。
平衡常数的计算需要考虑反应方程式中各物质的摩尔系数。
二、化学反应速率1. 定义化学反应速率是指单位时间内发生的化学反应的进程。
它描述了化学反应进行的快慢程度。
2. 影响因素化学反应速率受到多种因素的影响,包括温度、浓度、催化剂和表面积。
增加温度会导致分子的碰撞频率增加,从而提高反应速率。
提高浓度会增加反应物分子之间的碰撞频率,同样会加快反应速率。
催化剂可以降低反应物分子之间的碰撞能量,从而加快反应速率。
增大反应物的表面积可以提高反应物分子之间的碰撞频率,从而加快反应速率。
3. 反应速率表达式化学反应速率可以用反应物浓度的变化情况来表达。
一般情况下,反应速率与反应物浓度之间存在一定的关系,可以用以下公式表示:速率 = k[A]^m[B]^n其中,速率表示反应物消耗或生成的速率,[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度,k表示反应速率常数,m和n表示反应物A和B的反应级数。
高三化学第一轮复习化学反应速率和化学平衡(一)
高三化学第一轮复习:化学反应速率和化学平衡(一)全国通用【本讲主要内容】化学反应速率和化学平衡(一)化学反应速率【知识掌握】【知识点精析】一. 化学反应速率1. 概念:用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应的快慢。
公式:v=∆c / t单位:mol/(L·S)或mol/(L·min)2. 注意事项(1)化学反应速率与两个因素有关:一个是时间,另一个是反应物或生成物的浓度变化。
反应物的浓度随反应的进行而减少,生成物的浓度则不断增加。
(2)化学反应速率是某段时间内的平均速率,而不是即时速率,不可为负值。
(3)固体、液体在反应中可视为浓度不变,故一般不用固体或液体来表示反应速率。
(4)在同一反应中用不同物质来表示反应速率时,其数值可能是不同的,但意义相同。
因此,表示反应速率时要注明具体物质。
对可逆反应还要指明反应的方向。
(5)化学反应速率与化学方程式计量数的关系对于反应:m A+n B=p C+q D(各物质都不是固态或液态)v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q=c (A): c (B):c (C):c (D)利用上式:①同条件下的同反应,不同物质之间表示的速率可以相互换算。
②不同条件下的同反应,可比较速率值的大小,比值越大,表明用该物质表示的反应速率越快③要特别注意,比较速率大小时,先换算成同一单位。
二. 影响化学反应速率的因素1. 内因(决定性因素)反应物本身的性质。
化学反应的实质是旧键的断裂、新建的生成。
反应物分子中键能越大,断裂就越难,其反应速率就越小。
2. 外因对同一个反应,外界条件不同,反应速率也不同。
外界条件主要指以下几个方面。
(1)浓度的影响在其他条件不变时,增加反应物的浓度可以增大化学反应速率;减小反应物的浓度可以降低化学反应速率。
注意:改变固体或纯液体的量对化学反应速率无影响。
固体或纯液体的浓度可视为常数,改变固体表面积会影响化学反应速率,因为当固体或液体参加反应时,反应速率只和接触面积、扩散速率大小有关,所以增大接触面积(将固体粉碎)或增大扩散速率(对反应物进行搅拌)均可提高反应速率。
化学反应速率与化学平衡知识点归纳
1. 化学反应速率:⑴. 化学反应速率的概念及表示方法:通过计算式:v =Δc /Δt来理解其概念:①化学反应速率与反应消耗的时间(Δt)和反应物浓度的变化(Δc)有关;②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的。
但这些数值所表示的都是同一个反应速率。
因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准。
用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比。
如:化学反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m∶n∶p∶q③一般来说,化学反应速率随反应进行而逐渐减慢。
因此某一段时间内的化学反应速率,实际是这段时间内的平均速率,而不是瞬时速率。
⑵. 影响化学反应速率的因素:I. 决定因素(内因):反应物本身的性质。
Ⅱ.条件因素(外因)(也是我们研究的对象):①. 浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应速率。
值得注意的是,固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数;②. 压强:对于气体而言,压缩气体体积,可以增大浓度,从而使化学反应速率加快。
值得注意的是,如果增大气体压强时,不能改变反应气体的浓度,则不影响化学反应速率。
③. 温度:其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而加快化学反应速率。
④. 催化剂:使用催化剂能等同地改变可逆反应的正、逆化学反应速率。
⑤. 其他因素。
如固体反应物的表面积(颗粒大小)、光、不同溶剂、超声波等。
2. 化学平衡:⑴. 化学平衡研究的对象:可逆反应。
⑵. 化学平衡的概念(略);⑶. 化学平衡的特征:动:动态平衡。
平衡时v正==v逆≠0等:v正=v逆定:条件一定,平衡混合物中各组分的百分含量一定(不是相等);变:条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平衡。
⑷. 化学平衡的标志:(处于化学平衡时):①、速率标志:v正=v逆≠0;②、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;③、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;④、反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同;⑤、对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,体积和压强也不再发生变化。
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第三章化学反应速率和化学平衡(1)
一、化学反应速率
1、定义。
数学表达式。
单位。
注意:
(1)化学反应速率通常是指平均速率,即在一段时间内的平均速率;
(2)同一反应中,用不同物质表示的反应速率数值可以不同,因此,在表示反应速率时必须表明是何物质;
(3)同一反应中,各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比;
(4)计算时,不管是反应物还是生成物,其浓度变化值均取绝对值,即化学反应速率总是正值。
2、化学反应速率计算题型示例
(1)利用所给条件,利用表达式V==△C/△t直接计算反应速率
例1、在一定条件下,反应N2+3H22NH3,在2L密闭容器中进行,5min内氨的质量增加了0.1mol (1.7g),则反应速率为()
A、V(NH3)=0.03mol/(L·min)
B、V(NH3)=0.02mol/(L·min)
C、V(NH3)=0.17g/(L·min)
D、V(NH3)=0.01mol/(L·min)
(2)根据“同一反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比”比较反应快慢大小。
例2、可逆反应2A(g)+3B(g) 2c(g)+D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为:
①υ(A)=0.5mol/(L·min)②υ(B)=0.6mol/(L·min)
③υ(C)=0.35mo l/(L·min) ④υ(D)=0.4mol/(L·min)
则该反应在不同条件下反应速率最快的是()
A、①
B、②
C、③
D、④
(3)根据“同一反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比”间接计算或确立各化学反应速率的关系。
例3、已知:4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用V(NH3)、V(O2 )、V(NO)、V(H2O)[mol·L-1·min-1]表示,则关系正确的是()
A、4V(NH3)=5V(O2)
B、5V(O2)=6V(H2O)
C、3V(NH3)=2V(H2O)
D、4V(O2)=5V(NO)
(4)利用“同一反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比”确立方程式系数,进而确立反应的反应式。
例4、某温度时,浓度都是1mol·L-1的两种气体,X2、Y2在密闭容器中反应生成气体Z,达到平衡时[X2]=0.4mol·L-1、[Y2]=0.8mol·L-1、[Z]=0.4mol·L-1,则该反应的反应式是()
A、X2+2Y22XY2
B、2X2+Y22X2Y
C、3X2+Y22X3Y
D、X2+3Y22XY3
例5、反应4A(气)+5B(气)== 4C(气)+6D(气)在5L的密闭容器中进行,半分钟后,C的物质的量增加了0.3mol。
下列论述正确的是()
A、A的平均反应速率是0.010 mol·L-1·s-1
B、容器中含D的物质的量至少为0.45mol
C、容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4:5:4:6
D、容器中A的物质的量一定增加了0.3mol
3、化学反应速率测定方法
例6、经过长期实践,人们总结出反应速率和反应物浓度之间存在定量关系:恒温下,对简单反应来说,化学反应速率同反应物浓度的方次的乘积成正比(反应物浓度的方次等于反应方程式中各物质的化学计量数)。
如对于反应mA+nB C来说,v=K[c(A)]m[c(B)]n,其中K为常数。
今有一反应,aA+bB C,在25℃时,将A、B溶液按不同浓度混合,得到下列实验数据:(见下表)
分析以上数据,求a、b的值。
二、化学反应速率的影响因素
1、内因:(主要因素)
2、外因:
(1)浓度:浓度、速率。
注意:①改变固体用量,对反应速率无影响
②在可逆反应中:反应物浓度决定V正、生成物浓度决定V逆;对于可逆反应而言,在其它条件不变时,增大反应物浓度的瞬间,V正,V逆;增大生成物浓度的瞬间,V正,V逆。
(2)压强:对于有气体参加的反应,在其它条件不变时、压强,反应速率,
注意:①如果参加反应的物质是固体或液体时,压强的改变不影响反应速率;
②在可逆反应中:压强增大,V正,V逆,
(3)温度:温度升高,反应速率。
①温度每升高10℃反应速率增大到原来的2-——4倍;
②在可逆反应中:V正,V逆。
(4)催化剂:反应速率。
(5)其它:光、颗粒大小、溶剂等
例7:把下列四种X溶液,分别加进四个盛有10mL浓度为2 mol·L-1的盐酸的烧杯中,并都加水稀释至50mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是()。
A、10 mL、2 mol·L-1
B、20 mL、2 mol·L-1
C、10 mL、4 mol·L-1
D、20 mL、3 mol·L-1例8:下列关于化学反应速率的说法正确的是()
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率B.100mL2mol/L盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率减慢
例9:(08上海卷)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到图1,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()
A.4-3-2-1 B.1-2-3-4 C.3-4-2-1 D.1-2-4-3
一、选择题
1.在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应。
根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是()
A、υ(H2)=0.1 mol·L-1·min-1
B、υ(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
C、υ(NH3)=0.15 mol·L-1·min-1
D、υ(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
2.(00全国)已知反应A+3B2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol·L-1·min-1,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为( ) A.O.5mo1·L-1·min-1 B.1 mo1·L-1·min-1
C.2 mo1·L-1·min-1D.3 mo1·L-1·min-1
3.反应4NH3+5O2 4NO+6H2O,在5L的密闭容器中进行半分钟后,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率υ(x)(表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)为()。
A、υ(O2)=0.01 mol·L-1·s-1
B、υ(NO)=0.008 mol·L-1·s-1
C、υ(H2O)=0.003 mol·L-1·s-1
D、υ(NH3)=0.002 mol·L-1·s-1
4.在密闭容器中进行可逆反应,A与B反应生成C,其反应速率分别用:υ(A)、υ(B)、υ(C)(mol·L-1·s-1)表示,且υ(A)、υ(B)、υ(C)之间有如下所示的关系:
υ(B)=3υ(A);3υ(C)=2υ(B)。
则此反应可表示为()
A、2A+3B2C
B、A+3B2C
C、3A+B2C
D、A+BC5.NO和CO都是汽车尾气里有害物质,它们缓慢的起反应生成N2和CO2,对此反应,下列叙述正确的是()
A.使用催化剂加快反应速率B.改变压强对反应速率无影响
C.降低压强能增大反应速率D.升高温度能加大反应速率
6.(04上海).将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示。
在相同的条件下,将b g(a>b)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是()。