内容正文:
知识清单21 化学反应速率与化学平衡
知识点01 化学反应速率
知识点03 可逆反应
知识点05 外界条件对化学平衡移动的影响
知识点07 化学平衡常数
知识点09 等效平衡
知识点11 工业生产适宜条件的选择
知识点02 影响化学反应速率的因素
知识点04 化学平衡的标志
知识点06 化学平衡的有关计算
知识点08 速率常数和平衡常数的关系
知识点10 化学反应的方向
知识点01 化学反应速率
1.概念:用来衡量化学反应进行快慢的物理量
2.表示:单位时间内某种量的变化量
3.化学反应速率的计算
(1)常规公式:v==
①常用单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1
②适用范围:表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率,不表示固体或纯液体物质的速率
(2)非常规公式:v=(X代表n、P、m、V等量)
①常用单位:mol·min-1、Pa·min-1、g·min-1、L·min-1
②适用范围:任何物质的反应速率
(3)利用关系式计算
①应用前提:同一化学反应
②常用关系:速率比=化学计量数比=物质的量浓度变化比=物质的量变化比
4.大小比较
(1)比较前提:同一反应,同一物质,同一单位
(2)换算方法:各物质的速率除以相应的化学计量数,数大的速率快
5.说明
(1)化学反应速率表示某段时间内的平均反应速率,不表示即时速率
(2)化学反应速率只有正值,没有负值
(3)随着反应的进行,反应物的浓度等量逐渐减小,反应速率越来越慢
1.速率大小比较“三步骤”
(1)“一看”单位是否一致,不一致转化为同一单位。
(2)“二化”将不同物质表示的反应速率转化为同一物质表示的化学反应速率。
(3)“三比较”比较数值大小。
2.比较反应速率快慢的常用方法:
(1)定性描述——通过在相同时间点,不同的实验现象来判断反应的快慢。
①观察产生气泡的快慢;
②观察试管中剩余锌粒的多少;
③用手接触试管,感受试管外壁温度的高低。
(2)定量描述——通过实验测量来判断反应的快慢。
①测定气体的体积或体系的压强;
②测定物质的物质的量的变化;
③测定物质或离子的浓度变化;
④测定体系的温度或反应的热量变化。
若有多种测量方案时,一般采取易操作,现象明显的实验方案。
【典例01】(2023春·四川内江·高三四川省资中县第二中学校考开学考试)对于可逆反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】速率比等于化学计量数比,都转化为用A物质表示的反应速率,速率的单位都用mol/(L·min),然后进行比较。
【解析】A.;B.v(A)=v(B)= ×1.5 mol⋅L−1⋅min−1=1.0 mol⋅L−1⋅min−1;C.v(A)= v(D)=0.8 mol⋅L−1⋅min−1;D.v(A)=v(C)=×0.1 mol⋅L−1⋅min−1=0.05mol⋅L−1⋅min−1;可见反应速率最大的是1mol⋅L−1⋅min−1;故选B。
【典例02】(2023·辽宁丹东·统考一模)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,反应X=2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。图为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线。下列说法正确的是
A.a为随t的变化曲线
B.时,Y的消耗速率大于生成速率
C.随着的减小,反应①、②速率均降低
D.体系中
【答案】B
【解析】A.反应X=2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z,可知c(Y)先增大,后减小,A错误;B.t1时Y的浓度在下降,消耗速率大于生成速率,B正确;C.由图甲中的信息可知,随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)增大,因此,反应①的速率随c(X)的减小而减小,而反应②的速率先增大后减小,C错误;D.根据体系中发生的反应可知,在Y的浓度达到最大值之前,单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量,因此,v(X)=v(Y)+v(Z),但是,在Y的浓度达到最大值之后,单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量,故2v(X)+2v(Y)=v(Z),D错误;故选B。
知识点02 影响化学反应速率的因素
1.主要原因:反应物本身的性质
2.基本规律:外界条件越高,速率越快
(1)温度:温度越高,化学反应速率越快
(2)压强:气体反应的压强越大,化学反应速率越快
(3)浓度:浓度越大,化学反应速率越快
(4)催化剂:显著的改变(加快或减慢)正逆反应速率,一般有催化剂,化学反应速率越快
(5)接触面积:反应物的颗粒越小,接触面积越大,化学反应速率越快
(6)原电池:形成原电池,可以加快氧化还原反应的速率
3.特殊情况
(1)温度
①催化反应,升高温度,催化剂可能失活,反应速率减慢
②有机反应,升高温度,有可能发生副反应,主