2023届高三化学高考备考二轮复习三、化学反应速率与化学平衡讲义

第三讲：化学反应速率与化学平衡 一、知识梳理 (一)、化学反应速率 1．化学反应速率的表示方法 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，数学表达式为v＝，单位为mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。 2．系数比规律 在同一反应中，用不同物质来表示反应速率时，其比值一定等于化学反应方程式中的计量系数之比，等于各物质变化的物质的量之比，等于各物质的变化的浓度之比。 即对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g) + qD(g)；一定有： v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=m：n：p：q=Δn(A)：Δn(B)：Δn(C)：Δn(D) =Δc(A)：Δc(B)：Δc(C)：Δc(D) 3．活化分子、活化能、有效碰撞 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 ②活化能：如图3-1 图3-1 图3-1中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能) ③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 4．外界因素对反应速率、活化分子数、有效碰撞次数的具体影响 改变条件 活化能 单位体积 分子总数 单位体积 活化分子数 活化分子 百分数 有效碰撞 次数 化学反应 速率 增大浓度 不变 增多 增多 不变 增多 加快 增大压强 不 增多 增多 不变 增多 加快 升高温度 不变 不变 增多 增多 增多 加快 使 催化剂 降低 不变 增多 增多 增多 加快 相互关系 单位体积活化分子数=单位体积分子总数×活化分子百分数 （二）、化学平衡 1．化学平衡的定义和特征 定义：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。 特征： （1）化学平衡研究的对象是可逆反应；（逆） （2）达到平衡时正反应速率等于逆反应速率；（等） （3）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；（定） （4）由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡；（动） （5）条件改变平衡会发生移动；（变） 定量特征：一定温度下，化学平衡常数保持不变。 2．达到化学平衡状态的标志 化学平衡状态的本质特征是正反应速率和逆反应速率相等，这是判断化学平衡状态的根本标志。 由于v正=v逆，可使平衡体系中各组分的百分含量保持不变，所以一般情况下平衡体系的压强、气体密度、浓度等多种宏观性质也保持不变，这些宏观的特征有时也可作为判断化学平衡状态的标志。 3．化学平衡状态的判断 举例反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+q (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 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 mol A同时生成m mol A，即v正=v逆 平衡 ②在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C，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 5 在单位时间内生成了n mol B，同时消耗q mol D，因均指v逆 不一定平衡 压强 1 m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定） 平衡 2 m+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 4．化学平衡的移动 （1）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 影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种； ② 原理的适用范围是只有一项条件变化的情况（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。 （2）平衡移动就是一个“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。可总结如下： 5．化学平衡计算和化学平衡常数 （1）“起”、“转”、“平”三步骤计算的技巧（一般表示如下）： mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) “起”始浓度： a b c d “转”化浓度： m