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专题05 化学反应速率与化学平衡知识详解
考点1 化学反应速率
V(B)=△C(B)/△t=△n(B)/(V·△t)
(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。
(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是瞬时速率,且计算时取正值。
(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。
(4)对于可逆反应,反应进行的净速率是正、逆反应速率之差,当达到平衡时,净速率为零(注:总反应速率也可理解为净速率)。
2.分析有气体参与的化学反应的反应速率
(1)恒温时,压缩体积压强增大→气体反应物浓度增大反应速率增大。
(2)恒温恒容时
①充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率增大。
②充入“惰性”气体总压强增大→气体反应物浓度未改变反应速率不变。
(3)恒温恒压时,充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。
(一)影响化学反应速率的因素
1.浓度
当其他条件相同时,增大反应物浓度,v正增大,v逆瞬间不变,随后也增大。
2.压强
有气体参加的化学反应:
(1)恒温时,压缩体积→压强增大→反应物浓度增大→反应速率加快。
(2)恒温时,对于恒容密闭容器
①充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率加快。
②充入“惰性”气体→总压强增大→气体反应物浓度未改变→反应速率不变。
(3)恒温恒压时,充入“惰性”气体→体积增大→气体反应物浓度减小→反应速率减小。
3.温度
升高温度,v正和v逆都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大;降低温度,v正和v逆都减小,但吸热反应方向的反应速率减小的程度大。
4.催化剂
使用催化剂,能同等程度地改变正、逆反应速率。
考点2 化学平衡及化学平衡移动
外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的,但影响程度不一定相同。
(1)当增大反应物浓度时,v(正)瞬间增大,随后逐渐减小;v(逆)瞬间不变,随后逐渐增大;直至v(正)和v(逆)相等时达到平衡。
(2)增大压强,气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。
(3)对于反应前后气体分子数不变的反应,改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。
(4)升高温度,v(正)和v(逆)都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。
(5)使用催化剂,能同等程度地改变正、逆反应速率。
化学平衡状态的判断标志
(1)原则
“体系中一个变化的物理量到某一时刻不再变化”,这个物理量可作为平衡状态的“标志”。
(2)等速标志
v正=v逆是化学平衡状态的本质特征,对于等速标志的理解,要注意以下两个方面的内容:
①用同一种物质来表示反应速率时,该物质的生成速率与消耗速率相等。
②用不同种物质来表示反应速率时必须符合两方面:a.表示两个不同的方向;b.速率之比=浓度的变化量之比=物质的量的变化量之比=化学计量数之比。
(3)浓度标志
反应混合物中各组分的浓度不变是平衡状态的宏观表现,可逆反应中各组分的物质的量、浓度、百分含量、气体的体积分数一定时,可逆反应达到平衡状态。
(4)混合气体的平均相对分子质量()标志
①当反应物与生成物均为气体时:对于反应前后气体分子数不等的反应,为定值可作为反应达到平衡状态的标志;对于反应前后气体分子数相等的反应,为定值不能作为反应达到平衡状态的标志。
②若有非气体参与,无论反应前后气体的分子数是否相等,为定值一定可作为反应达到平衡状态的标志。
(5)混合气体的密度(ρ)标志
①当反应物与生成物均为气体时:在恒容条件下,无论反应前后气体分子数是否相等,ρ为定值,不能作为反应达到平衡状态的标志;在恒压条件下,对于反应前后气体分子数相等的反应,ρ为定值,不能作为反应达到平衡状态的标志,对于反应前后气体分子数不等的反应,ρ为定值,可作为反应达到平衡状态的标志。
②当有非气体物质参与反应时:对于恒容体系,ρ为定值,可作为反应达到平衡状态的标志。
(6)混合气体的压强标志
因为恒容、恒温条件下,气体的物质的量n(g)越大则压强p就越大,则无论各成分是否均为气体,只需要考虑Δn(g)。对于Δn(g)=0的反应,当p为定值时,不能作为反应达到平衡状态的标志;对于Δn(g)≠0的反应,当p为定值时,可作为反应达到平衡状态的标志。
影响化学平衡的因素
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变
改变压强
平衡不移