【2019年整理】无机化学第三章化学反应速率和化学平衡2
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。
《无机化学》第三章 化学反应的方向和化学平衡
f Gθm(稳定单质) 0
4.标准摩尔吉布斯自由能变
r
G
θ m
：
KJmol-1
⑴定义：标准状态下，反应进度为1mol时反
应的吉布斯自由能变称为该反应 的标
准摩尔吉布斯自由能变。
通式：mA + nB pC + qD
rGm i f Gm (生成物) i f Gm (反应物)
p f Gm (C) q f Gm (D) m f Gm ( A) n f Gm (B)
5.694 213.8 197.7
r
H
m
2 (110.5)
(393.5)
172.5(kJ
mol1)
r
S
m
2 197.7
213.8
5.694
175.9(J
mol1
K
1 )
r
G
θ m
r Hθm
TrSθm
172 .5 (900 273 .15) 175 .910 3
33.86(KJ mol 1)
恒温恒压只做体积功条件下：
△rGm < 0 △rGm = 0 △rGm >0
反应自发进行 反应处于平衡状态 正反应不能自发进行，但逆反 应能自发进行
3.标准摩尔生成吉布斯自由能 f Gθm : KJmol-1
⑴定义：标态下，由稳定单质生成1mol某物质时 反应的标准摩尔吉布斯自由能变称为 该物 质的标准摩尔生成吉布斯自由能。
1.反应前后气体分子数不相等的反应△n≠0
例：N2O4(g)
2NO2(g)
一定温度下达平衡时：
K
( pNO2 p N 2O4
p )2 p
增加压力到原来的2倍：
(完整版)化学反应速率与化学平衡知识点归纳
•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→总压增大，但是各分压不变，各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时：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（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_（3）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。
初三化学认识化学反应速率与化学平衡
初三化学认识化学反应速率与化学平衡初三化学：认识化学反应速率与化学平衡化学是研究物质的组成、性质、变化以及它们之间相互作用的科学。
在化学中，我们经常会遇到两个重要的概念，即化学反应速率和化学平衡。
本文将重点介绍初三化学中关于这两个概念的认识。
一、化学反应速率：化学反应速率是指单位时间内反应物消失或产品生成量的变化量。
它可以由反应物浓度的变化来表示。
1. 影响因素：化学反应速率受很多因素的影响，包括以下几个方面：（1）反应物浓度：反应物浓度越高，分子碰撞的概率越大，反应速率越快。
（2）温度：温度升高，分子运动速度加快，碰撞概率增大，反应速率增加。
（3）反应物性质：反应物分子结构和化学活性不同，反应速率也会有所差异。
（4）催化剂：催化剂能够降低反应的活化能，从而提高反应速率。
2. 反应速率的计算：反应速率可以通过实验数据进行计算，常采用初始速率法，即在反应初期，根据反应物浓度的变化情况来计算反应速率。
二、化学平衡：化学平衡是指当反应进行一段时间后，反应物浓度和生成物浓度之间的比值保持恒定的状态。
1. 平衡常数与平衡表达式：在化学平衡中，通常通过平衡常数来表示反应的平衡程度。
平衡常数是在平衡状态下，反应物浓度和生成物浓度的比值的乘积。
2. 影响平衡的因素：平衡常数的数值与温度有关，温度升高会改变平衡常数的数值。
此外，化学平衡还受到压力、浓度和催化剂等因素的影响。
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化学反应过程中两个重要的概念，它们之间存在一定的关系。
1. 反应速率与平衡速率：当反应速率等于平衡速率时，称为动态平衡。
在动态平衡下，反应物和生成物的浓度保持恒定。
2. 影响速率的平衡常数：平衡常数的大小反映了反应物转化成生成物的程度。
当平衡常数较大时，反应物转化程度高，反应速率较快。
反之，平衡常数较小，反应速率较慢。
3. 反应速率与平衡位置的关系：反应速率与平衡位置没有直接的定量关系，但可以通过控制温度和反应物浓度来改变反应速率和平衡位置。
2化学反应速率与化学平衡
单元2 化学反应速率与化学平衡§2－1 化学反应速率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。
大专无机化学-化学反应速率与化学平衡
第三课 化学反应速率和化学平衡
化学反应速率
化学反应速率：一定条件下单位时间内 某化学反应的反应物或生成物浓度的变化
反应 A+B Y+Z
v(A) c(A) t
v(Y) c(Y) t
△t：时间间隔，单位s（秒）、min（分）或h（小时） △c(A)：在△t时间间隔内A物质浓度的变化，mol·L-1 △c(Y)：在△t时间间隔内Y物质浓度的变化，mol·L-1
Kθ表达式为
Q的表达式为
K
c(D)平衡 /c
d
p(E)平衡 /p
c(B)平衡 /c b
e
c(D)/c
d
p(E)/p
e
Q
c(B)/c b
cθ：标准浓度，1mol·L-1；pθ：标准压力，100kPa
反应商与平衡常数
Q<Kθ时，反应将正向进行 Q>Kθ时，反应将逆向进行 Q=Kθ时，反应达到平衡状态
宏观：各种物质的浓度或分压不再改变 微观：反应并未停止，正、逆反应仍在进行，
二者速率相等，即v正 = v逆 ≠0
化学平衡是有条件的、相对的、可以改变的
温度，压力，反应物、生成物浓度，等等
化学平衡
①化学平衡的研究对象是可逆反应 ②平衡时正反应速率与逆反应速率相等， ν正=ν逆 ③化学平衡是动态平衡ν正＝ν逆≠0 ④平衡时各组分含量保持恒定 ⑤当外界条件改变时，平衡一般要发生改变
)
1 2
v( NH3 )
对于配平的反应 aA+bB yY+zZ
v(A)：v(B)：v(Y)：v(Z)=a:b:y:z
a、b、y、z：化学计量数
在表示反应速率时必须指明具体物质
平均速率与瞬时速率
(完整版)大学无机化学第三章试题及答案
第三章 化学反应速率总章目标：1：了解化学反应速度的概念及反应速度的实验测定 2：了解基元反应、复杂反应、反应级数、反应分子数的概念 3：掌握浓度、温度及催化剂对反应温度的影响4：了解速率方程的实验测定和阿累尼乌斯公式的有关计算 5：初步了解活化能的概念及其于反应速度的关系。
各小节目标：第一节：反应速率的定义1:掌握表示化学反应速率的两个概念。
2：学会用平均速率和瞬时速率来表示化学反应速率。
○1平均速率：2121c c r tt -=-- ○2瞬时速率:某一时刻的化学反应速率。
第二节：反应速率与反应浓度的关系○1掌握反应级数的概念，学会建立简单的速率方程。
○2掌握速率常数k 的概念及意义，可以由速率常数的单位来确定反应级数。
第三节：反应机理○1了解什么是基元反应。
○2学会从微观角度角度建立速率方程探讨反应机理。
第四节：反应物浓度与时间的关系○1熟练掌握零级、一级、二级、三级反应中反应物浓度与时间的关系。
○2学会计算零级、一级反应的半衰期，了解二级、三级反应的半衰期。
第五节：反应速率理论的简介了解解释基元反应速率方程的碰撞理论和解释阿仑尼乌斯方程的过渡态理论。
第六节：温度对化学反应速率的影响○1掌握阿仑尼乌斯公式的三种表达方式及计算○1aE RTk Ae-=○2ln ln Eak A RT =-+○3ln lg 2.303a E k A RT=-+，○2熟悉温度对化学反应速率的影响。
○3学会计算不同温度下的速率常数的关系212112lg ()2.303a E k T T k R TT -=。
第七节：催化剂与催化反应简介简单了解催化剂对化学反应速率的影响原理。
Ⅱ 习题一 选择题1.下列说法正确的是（ ）A.反应速率常数的大小即反应速率的大小B.反应级数和反应分子数是同义词C.反应级数越大，反应速率越大D.从反应的速率常数的单位可以推测该反应的反应级数2.关于催化剂的下列说法中，正确的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版)A 不能改变反应的△G , △H, △S, △UB 不能改变反应的△G ，但能改变△H ，△S, △UC 不能改变反应的△G ，△H ，但能改变△S, △UD 不能改变反应的△G ，△H, △U ，但能改变△S3.对任意化学反应，其含义是（ ）A.表明它是二级反应B.表明它是双分子反应C.表明反应物与产物间的计量关系D.表明它是基元反应4.二级反应速度常数的量纲是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版)A. s -1B. mol ∙dm -3 C . mol ∙dm -3 ∙ s -1 D . mol -1∙dm 3∙ s -15.某化学反应进行1h ，反应完成50%，进行2h ，反应完成100%，则此反应是（ ）A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应6.升高同等温度，反应速度增大幅度大的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.活化能小的反应B.双分子反应C. 多分子反应 D .活化能大的反应7.对于反应2D+E→2F，若反应机理为：（快）（快）（慢）则反应的速度方程为（）A.v=kC D2C EB.v=kC D C EC.v=kC D3/2C E D .v=kC D1/2C E8.某一级反应的速率常数为9.5×10-2min-1，则此反应的半衰期为（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.3.65 minB.7.29 minC.0.27 minD.0.55 min9.反应W产物的速度常数为8L2mol-2s-1，若浓度消耗一半时的速度为8L2mol-2s-1，则起始浓度为（）A.8mol/LB.4mol/LC.16mol/L D .2mol/L10.温度升高导致反应速率明显增加的主要原因是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A .分子碰撞几率增加 B.反应物压力增大C .活化分子数增加D .活化能降低11.有反应X＋Y＝Z。
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
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mAg + nBg pCg + qDg 的：vA∶vB∶vC∶vD = 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;例1在一定温度下,反应A2g + B2g 2ABg达到平衡的标志是 CA. 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B2⑸. 化学平衡状态的判断：举例反应 mAg ＋ nBg pCg ＋ qDg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①一定时,只有当m+n≠p+q时,平衡②一定,但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3．化学平衡移动：⑴勒沙持列原理：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、平衡移动与转化率的关系：不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来;⑷、影响化学平衡移动的条件：化学平衡移动：强调一个“变”字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；Ⅲ. v正 < v逆,平衡向逆反应方向移动;③平衡移动原理：勒沙特列原理：④分析化学平衡移动的一般思路：速率不变：如容积不变时充入惰性气体强调：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;⑸、反应物用量的改变对化学平衡影响的一般规律：Ⅰ、若反应物只有一种：aAg=bBg + cCg,在不改变其他条件时,增加A的量平衡向正反应方向移动,但是A的转化率与气体物质的计量数有关：可用等效平衡的方法分析;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;Ⅱ、若反应物不只一种：aAg + bBg=cCg + dDg,①在不改变其他条件时,只增加A的量,平衡向正反应方向移动,但是A的转化率减小,而B的转化率增大;②若按原比例同倍数地增加A和B,平衡向正反应方向移动,但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：如a+b = c + d,A、B的转化率都不变；如a+ b>c+ d,A、B的转化率都增大；如a + b < c + d,A、B的转化率都减小;4、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△n=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;5、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mAg + nBg pCg + qDg ,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;通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示;表达式：△vA=△cA/△t单位：mol/L·s或mol/L·min影响化学反应速率的因素：温度,浓度,压强,催化剂;另外,x射线,γ射线,固体物质的表面积也会影响化学反应速率化学反应的计算公式:例对于下列反应:mA+nB=pC+qD有vA:vB:vC:vD=m:n:p:q对于没有达到化学平衡状态的可逆反应:v正≠v逆影响化学反应速率的因素：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;溶剂对反应速度的影响在均相反应中,溶液的反应远比气相反应多得多有人粗略估计有90%以上均相反应是在溶液中进行的;但研究溶液中反应的动力学要考虑溶剂分子所起的物理的或化学的影响,另外在溶液中有离子参加的反应常常是瞬间完成的,这也造成了观测动力学数据的困难;最简单的情况是溶剂仅引起介质作用的情况;在溶液中起反应的分子要通过扩散穿周围的溶剂分子之后,才能彼此接触,反应后生成物分子也要穿国周围的溶剂分子通过扩散而离开;扩散——就是对周围溶剂分子的反复挤撞,从微观角度,可以把周围溶剂分子看成是形成了一个笼,而反应分子则处于笼中;分子在笼中持续时间比气体分子互相碰撞的持续时间大10-100倍,这相当于它在笼中可以经历反复的多次碰撞;笼效应——就是指反应分子在溶剂分子形成的笼中进行多次的碰撞或振动;这种连续反复碰撞则称为一次偶遇,所以溶剂分子的存在虽然限制了反应分子作远距离的移动,减少了与远距离分子的碰撞机会,但却增加了近距离分子的重复碰撞;总的碰撞频率并未减低;据粗略估计,在水溶液中,对于一对无相互作用的分子,在依次偶遇中它们在笼中的时间约为10-12-10-11s,在这段时间内大约要进行100-1000次的碰撞;然后偶尔有机会跃出这个笼子,扩散到别处,又进入另一个笼中;可见溶液中分子的碰撞与气体中分子的碰撞不同,后者的碰撞是连续进行的,而前者则是分批进行的,一次偶遇相当于一批碰撞,它包含着多次的碰撞;而就单位时间内的总碰撞次数而论,大致相同,不会有商量级上的变化;所以溶剂的存在不会使活化分子减少;A和B发生反应必须通过扩散进入同一笼中,反应物分子通过溶剂分子所构成的笼所需要的活化能一般不会超过20kJ·mol-1,而分子碰撞进行反应的活化能一般子40 -400kJ·mol-1之间;由于扩散作用的活化能小得多,所以扩散作用一般不会影响反应的速率;但也有不少反应它的活化能很小,例如自由基的复合反应,水溶液中的离子反应等;则反应速率取决于分子的扩散速度,即与它在笼中时间成正比;从以上的讨论可以看出,如果溶剂分子与反应分子没有显着的作用,则一般说来碰撞理论对溶液中的反应也是适用的,并且对于同一反应无论在气相中或在溶液中进行,其概率因素P和活化能都大体具有同样的数量级,因而反应速率也大体相同;但是也有一些反应,溶剂对反应有显着的影响;例如某些平行反应,常可借助溶剂的选择使得其中一种反应的速率变得较快,使某种产品的数量增多;溶剂对反应速率的影响是一个极其复杂的问题,一般说来：1溶剂的介电常数对于有离子参加的反应有影响;因为溶剂的介电常数越大,离子间的引力越弱,所以介电常数比较大的溶剂常不利与离子间的化合反应;2溶剂的极性对反应速率的影响;如果生成物的极性比反应物大,则在极性溶剂中反应速率比较大；反之,如反应物的极性比生成物大,则在极性溶剂中的反应速率必变小;3溶剂化的影响,一般说来;作用物与生成物在溶液中都能或多或少的形成溶剂化物;这些溶剂化物若与任一种反应分子生成不稳定的中间化合物而使活化能降低,则可以使反应速率加快;如果溶剂分子与作用物生成比较稳定的化合物,则一般常能使活化能增高,而减慢反应速率;如果活化络合物溶剂化后的能量降低,因而降低了活化能,就会使反应速率加快;4离子强度的影响也称为原盐效应;在稀溶液中如果作用物都是电介质,则反应的速率与溶液的离子强度有关;也就是说第三种电解质的存在对于反应速率有影响.。
化学反应速率与化学平衡—化学反应速率(无机化学课件)
0.1mol L1 s1
υ
NH3
C NH3 t
(0.4 0.0)mol L1
2s
0.2mol L1 s1
υ H2 : υ N 2 : υ NH3 3 : 1 : 2
一、化学反应速率的定义及表示方法
02
化学反应速率的比较
二、化学反应速率的比较
①
υ H2 0.3mol L1 s 1
（2）压强改变，必须引起浓度改变，化学反应速率才会改变。 所以压强对化学反应速率影响的实质为浓度对化学反应速率的影响。
02
应用
二、应用
工业应用
原料
造 气
净 化
合 成
分 离
氨
循环气
高温、高压
N2 + 3H2
催化剂
2NH3
条件
合成氨生产的工艺流程中，氨合成工段是整个工艺过程的核心，合成压力 一般采用30MPa左右的高压操作，此时的综合费用会下降40%左右，但对设 备材料要求较高。
υ1 υ2
比较两个反应的快慢，要用同一种物质的速率进行比较。
课程小结
本节重点
无机化学
˝
有效碰撞理论
问题导入
不同的化学反应快慢是不一样的。 “化学反应速率”衡量化学反应进行快慢程度。 对于不同的化学反应，其化学反应速率为什么会不同呢？
目录
CONTENTS
01 碰撞理论
02 有效碰撞必备条件
03 活化能
据统计，约有90%以上的工业过程中使用催化剂，如化工、 石化、生化、环保等。
02
探究实验
二、探究实验
双氧水的分解 反应： 2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑
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化学反应速率与化学平衡-化学反应速率
化学反应速率考纲解读考纲内容能力要求考向定位了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。
化学反应速率是高考的重要内容，主要考点有：①化学反应速率的概念，系数比规律与计算；②影响化学反应速率的因素。
今后的命题方向：从实验和计算的角度进行考查影响化学反应速率的因素； 催化剂的作用探究。
了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。
通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。
通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。
一、化学反应速率的数学表达式、单位及意义v ＝__________，单位为 或 。
通常用单位时间内反应物浓度的________或生成物浓度的________来表示。
注：(1)(2) (3) (4)相关推导公式：对于一般反应a A ＋b B===c C ＋d D ，若A.B.C.D 全为气体。
则化学反应速率大小的比较①看 是否统一，若不统一，换算成相同的单位。
②换算成 表示的速率，再比较数值的大小。
③比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应a A ＋b B===c C ＋d D ，比较v (A)a 与v (B)b ，若v (A)a ＞v (B)b ，则A 表示的反应速率比B 大。
转化率：练习1．下列关于化学反应速率的说法正确的是（ ）A ．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加B ．化学反应速率为“0.8 mol/(L·s)”表示的意思是：时间为1 s 时，某物质的浓度为0.8 mol/LC ．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D ．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显2．对于反应A 2＋3B 2＝2C 来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是（ ）A ．v(B 2)=0.8 mol/ (L ·s) B ．v(A 2)=0.4 mol/ (L ·s)C ．v(C)=0.6 mol/ (L ·s)D ．v(B 2)=4.2 mol/ (L ·min) 3．合成氨反应：3H 2+N 2催化剂 高温高压2NH 3，其反应速率可以分别用v(H 2)、v(N 2)、v(NH 3)(用mol·L -1·s -1表示)，则正确的关系是（ ）A ．v(H 2)=v(N 2)=v(NH 3)B ．v(N 2)=2v(NH 3)C ．v(H 2)=v 23(NH 3) D ．v(N 2)=3v(H 2)4．将3 molA 和2.5 molB 充入容积为2L 的密闭容器中，发生如下反应： 3A(g) + B(g) → nC(g) + 2D(g)，5min 时反应达平衡状态，生成1molD ； 经测定，以C 表示的平均反应速度为0.1mol/(L ·min)， 下列结论中错误的是（ ） ① 平衡时B 的转化率为20% ② 平衡时B 的浓度为1mol/L③ 经计算，n 值为1 ④ 用A 表示的平衡反应速度为0.3mol/(L ·min)Ａ．①、② Ｂ．①、④ Ｃ．②、③ Ｄ．③、④5．一定温度下，在2 L 的密闭容器中，X 、Y 、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：下列描述正确的是（ ）A ．反应开始到10 s, 用Z 表示的反应速率为0.158 mol/(L ·s)B ．反应开始到10 s ，X 的物质的量浓度减少了0.79 mol/LC ．反应开始到10 s 时，Y 的转化率为79.0%D ．反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)=2Z(g)二、影响化学反应速率的因素1．内因(主要因素) 。
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反应速率方程
书写反应速率方程式应注意:
(1) 稀溶液反应, 速率方程不列出溶剂浓度
如 C12H22O11 + H2O → C6H12O6 +C6H12O6 υ = kc(C12H22O11)· c(H2O) = kc(C12H22O11) (2) 固体或纯液体不列人速率方程中 如 C(s) + O2(g) → CO2(g) υ = kc(O2)
k(s-1) 2.0 ×10-5 7.3 ×10-5 2.7 ×10-4 9.1 ×10-4 2.9 ×10-3 ln(k) -10.82 -9.53 -8.22 -7.00
-5.84
k-T 图
lnk -1/T 图
显然
ln k ~ 1
阿仑尼乌斯公式
Tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
为直线关系，直线的斜率为
-
Ea R
，
直线的截距为lnA. 阿仑尼乌斯认为A和 Ea 都是与温度无关的常 数。实际上活化能和指前因子均与温度相关， 不过对某反应而言，当温度变化在指定范围 100 K以内时， Ea和A可看作是不随温度改变的 常数。
Example 4
对反应 2N2O5(g)
T (℃ ) T(K) . 1/T(K) 计算其反应的活化能 20 30 40 50 60 293 303 313 323 333 3.41×10-3 3.30 ×10-3 3.19 ×10-3 3.10 ×10-3 3.00 ×10-3
4NO2(g) + O2(g)，若有下列数据，
随浓度而变，但受温度的影响，通常温度升高， k 增大。
3.2.2温度对反应速率的影响
范霍夫根据大量的实验数据总结出一条经验规 律：温度每升高10 K，反应速率近似增加2~4倍。 这个经验规律可以用来估计温度对反应速率的影响。 例如：某反应在390 K时进行需10 min。若降温 到290 K，达到相同的程度，需时多少？ 解：
k (390 K) t (290 K) 210 1024 取每升高10 K， k (290 K) t (390 K)
速率增加的下 限为2倍。
t (290 K) 1024 10min 7 d
阿仑尼乌斯（Arrhenius ）方程 程
1889年Arrhenius提出了k与T之间的定量关系
注意:不一定 α=a、β=b
对于复杂反应：
aA bB yY zZ
r kcAcB
α,β—反应级数：若α=1，A为一级反应； β=2，B为二级反应，则α+β=3，总 反应级数为3。α，β必须通过实验确定其值。 通常α≠a,β≠b。 k —反应速率系数：零级反应 mol· L-1 · s-1； 一级反应 s-1；二级反应 (mol· L -1)-1 · s-1； k 不
第三章 化学反应速率和 化学平衡
3.1化学反应速率 3.2影响反应速率的因素 3.3化学反应速率理论 3.4化学平衡 3.5化学平衡的移动
Question 1
反应 2W+X Y+Z 哪种速率表达式是正确的？
dc ( X ) = dc (Y ) dt dt dc ( X ) =- dc (W) dt dt dc ( Z ) = dc (Y ) dt dt dc ( Z ) =- dc (W) dt dt
质量作用定律 对基元反应，在一定温度下，其反应速 率与各反应物浓度幂的乘积成正比。 如：基元反应 aA+bB→cC+dD υ ∝ {c(A)}a{c(B)}b υ = k{c(A)}a{c(B)}b (1) υ为瞬时速率 质量作用定律只适用基元反应
。 (2)k为速率常数 ,反应物为单位浓度时的反应速率, k越大，给定条件下的反应速率越大 同一反应， k与反应物浓度、分压无关，与反 应的性质、温度，催化剂等有关 (3)式中各浓度项的幂次之和(a+b)为反应级数 2007-5-27
a. b. c. d.
3. 2影响反应速率的因素 3.2.1浓度对反应速率的影响
（1）质量作用定律和速率方程式
化学反应的过程有的简单，有的则比较 复杂。反应物只经一步反应就变为生成 物的称基元反应，也叫简单反应。 其它经过多步过程的反应称非基元反应， 也叫复杂反应。
基元反应：反应物一步就直接转变为产物 如： 2NO2→ 2NO + O2 NO2 + CO →NO + CO2 非基元反应：反应物经过若干步(若干个 基元反应步骤)才转变为产物。 如 2NO + 2H2 → N2 + 2H2O ① 2NO + H2→N2+ H2O2 ② H2O2 + H2 → 2H2O 又如 H2 + I2(g) → 2HI ① I2(g) → 2I(g) ② H2 + 2I(g) → 2HI(g)
3.3. 反应速率理论 3.3.1碰撞理论 只有具有足够能量的反应物分子的碰撞才有可能发 生反应。这种能够发生反应的碰撞叫有效碰撞。 那些具有足够高能量，能发生有效碰撞的分子称 为活化分子，要使普通分子成为活化分子所需最小能量 称为活化能。 发生反应的有效碰撞的分子，还必须沿着特定的 方向碰撞。
反应速率方程 反应：C2H4Br2+3KI→C2H4+2KBr+KI3 测得 υ = kc(C2H4Br2)· c(KI) 而不是 υ = k{c(C2H4Br2)}· {c(KI)}3 为什么？实际上反应分三步进行: ①C2H4Br2+KI→C2H4+KBr+I+Br (慢反应) ②KI+Br→I+KBr ③KI+2I→KI3 ①反应速率决定了整个反应的速率
Ea ) （1）指数式： k A exp( RT
描述了速率随温度而变化的指数关系。A称为指 前因子， Ea 称为阿仑尼乌斯活化能。
Ea （2）对数式： ln k B RT
描述了速率系数与 1/T 之间的线性关系。可以根 据不同温度下测定的 k 值，以 lnk 对 1/T 作图， 从而求出活化能 Ea 。
葡萄糖 果糖
反应级数 aA + bB → cC + dD υ =k{c(A)}α{c(B)}β α、β — 分别表示物质A、B的反应级数 α+β — 表示反应的总级数
反应 反应式 速率方程 级数 υ=k 0 2HI(g)→H2(g)+I2(g) υ =kc(SO2Cl2) 1 SO2Cl2(g)→SO2(g)+Cl2(g) CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g) υ=k{c(CH3CHO)}3/2 3/2 NO2(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g) υ=kc(NO2)c(CO) 1+1