内容正文:
第二节 化学反应的速率与限度
一、化学反应速率
通常用单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示。
2、表达式:
3、单位:
v =
∆c
∆t
(1)计算得到的是一段时间内的平均反应速率而不是瞬时速率。
(3)不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。
(2)必须明确指出用哪种物质表示反应速率。
(4)速率之比等于系数之比。
(5)比较同一反应速率大小时,换算成同种物质,同一单位,再比较数值大小
mol ·L-1·s-1
;mol ·L-1·min-1
mol /(L·s);
mol /(L·min);
注:
1、概念:
二、影响化学反应速率的因素
内因 反应物的性质
外因 温度
浓度
催化剂
压强
其他
反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快
温度越高,化学反应速率越快
增大反应物的浓度,可以加快化学反应速率
催化剂可以改变化学反应速率
有气体参加的反应,增大压强(减小容器容积),反应速率加快
①增大固体反应物的表面积(即粉碎成小颗粒),反应速率加快
②形成原电池,通常能加快反应速率
③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率
三、化学反应的限度
1、化学平衡状态
在一定条件下,可逆反应中,当正、逆两个方向的反应速率相等时,反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变。达到了一种表面静止的状态,我们称之为“化学平衡状态”。化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大"限度”。化学反应限度决定了反应物在该条件下的最大转化率
转化率: 已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比
ð= ×100%
c(A)始
∆c(A)
量可指:物质的量、浓度、体积、质量等
转化率
2、化学平衡状态的特征:
逆、等、动、定、变
(1) 逆:讨论的对象是可逆反应 (前提)
(2) 等:同一物质 v正 = v逆≠0 (实质)
(3) 动:化学平衡是一种动态平衡,反应并没有停止。
(4) 定:在反应混合物中,各组成成分的含量(浓度、质量分数或体积分数)保持不变 (标志)
(5) 变:化学平衡状态是有条件的,当影响化学平衡的外界条件发生改变,化学平衡就会被破坏,在新的条件下建立新的化学平衡。
3、化学平衡状态的判断依据
①速率:v(正)=v(逆)
②各成分的浓度保持不变
判断依据:
变量不再改变
同一物质:生成速率=消耗速率,即v正(A)=v逆(A)
不同物质:速率之比=化学计量数之比,但必须是不同方向的速率,即v正(A):v逆(B)= a : b
化学平衡状态的判断
1、直接依据:
① 由化学平衡本质 v正 = v逆 ,即 v生成 = v消耗 ,方向相反
相同物质看正逆、不同物质成比例
② 由化学平衡标志——各组成成分的含量保持不变
各组分浓度 c 不再改变
各组分物质的量 n 不再改变
各组分质量 m 不再改变
各组分百分含量不再改变,如质量分数 w 、体积分数
x 100%
混合物中A的量
混合物总量
A体积分数=
2、在一定条件下,可作为判断平衡状态标志的“变量”
(1) 恒温、恒容条件下,体系压强的判断
①.A(g) B(g)+2C(g)
②.A(g)+2B(g) 2C(g)+D(g)
③.A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)
压强是否为变量,关键看方程式两边气体前的计量数总和的相对大小
(2) 恒温、恒容条件下,气体密度的判断
①.A(g) B(g)+2C(g)
②.A(g)+2B(g) 2C(g)+D(g)
③.A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)
判断m总是否为变量
存在固体反应物,故随着反应的进行,气体的总质量增加, m总是变量
(3) 恒温、恒容条件下,气体平均相对分子质量的判断
判断m总和n总是否为变量
①:A(g)+B(g) 2C(g)
②:A(g)+2B(g) 2C(g)+D(g)
③:A(s) B(g)+2C(g)
④:A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)
三段式计算
三段式指可逆反应从起始到平衡反应物与生成物所经历的变化,用物质的量(或浓度)来表示。
mA + nB pC + qD
起(mol) a b c d
变(mol) x x x x
对于生成物:c(平衡)=c(起始)+c(转化)。
对于反应物:c(平衡)=c(起始)-c(转化);
平(mol) a-x b-x c+ x d+ x
P65变式训练 一定温度下,向一定体积的容器中加入一定量的A(s),发生反应3A(s)B(g)+2C(g),下列描述中能说明该反应达到平衡状态的是( )
①v逆(B)=2v正(C)
②单位时间内生成a mol B,同时消耗2a mol C
③容器中的压强不再变化
④混合气体的密度不再变化
⑤B的体积分数不再变化
⑥混合气体的平均相对分子质量不再变化
A.①②③
B.②③④
C.④⑤
D.①⑤⑥
P67 4.可逆反应2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦
B.②③⑤⑦
C.①③④⑤
D.①②③④⑤⑥⑦
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