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文檔簡介
第二章化學反應速率與化學平衡單元小結化學反應進行的方向:化學反應進行的快慢:可逆反應的限度:焓變與熵變反應速率化學平衡知識點:化學反應速率化學平衡基本概念表示方法影響因素有關計算平衡狀態的建立平衡狀態的移動平衡狀態的標志平衡狀態的特征有關平衡的計算1、
定義2、表示方法:υ=3、單位:mol/L·s;mol/L·min化學反應速率用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示化學反應進行快慢的物理量一、化學反應速率4、計算化學反應速率時必須明確:1在同一反應中用不同物質來表示時,其數值可以不同,但都表示同一個反應的速率因此,表示化學反應的速率時,必須說明反應物中哪種物質做標準不同物質的速率的比值一定等于化學方程式中相應的化學計量數之比2一般來說,化學反應速率隨反應的進行而逐漸減慢因此,某一段時間內的反應速率,是平均速率,而不是指瞬時速率3化學反應速率一般不能用固體或純液體表示。5、
影響化學反應速率的因素(1)內因:反應物本身的性質(2)外因:濃度、溫度、壓強、催化劑①濃度對反應速率的影響規律:其他條件不變時,增大反應物濃度,可以增大化學反應速率;減小反應物濃度,可以減小化學反應速率。解釋:在溫度一定時,活化分子所占百分含量一定,濃度增大使得單位體積中活化分子的數目增加,單位體積內活化分子百分數不變,單位時間有效碰撞次數增多,因而使反應速率增大注意:①對于純液體和或固體反應物,其濃度是常數,因此改變它們的量不會改變化學反應速率。②對于可逆反應,反應物或生成物濃度的改變,其正、逆反應速率的變化也符合上述規律。②壓強對反應速率的影響對于氣體反應,當其它條件不變時,增大壓強相當于增大反應物的濃度,反應速率加快;減小壓強相當于減少反應物的濃度,反應速率減慢。(只適宜有氣體參加的反應,如果只有固體或液體參加的反應,壓強的變化對于反應速率可以忽略不計。)規律:對于有氣體參加的反應,若其他條件不變,增大壓強,反應速率加快,減小壓強,反應速率減慢。注意:①對于純液體、溶液或固體反應物,由于壓強的變化對它們的濃度幾乎無影響,可以認為反應速率不變。②對于有氣體參加和有氣體生成的可逆反應,增大壓強,反應物和生成物濃度都增大,其正、逆反應速率都增大;減小壓強,其正、逆反應速率都減小。解釋:增大壓強,反應物的濃度增大,單位體積內活化分子數目增多,單位體積內活化分子百分數不變,有效碰撞的幾率增大多,反應速率加快。規律:若其他條件不變,升高溫度,反應速率加快,降低溫度,反應速率減慢。②對于可逆反應,升高(或降低)溫度,其正、逆反應速率都增大(或減小),但放熱反應和吸熱反應的反應速率受溫度的影響程度不同,即其正、逆反應速率增大(或減小)的程度不同。注意:①一般溫度每升高10℃,反應速率增加2-4倍。③溫度對化學反應速率的影響:解釋:在濃度一定時,升高溫度,反應物分子的能量增加,使原來一部分原來能量較低的分子變成活化分子,從而增加了反應物分子中的活化分子數,使有效碰撞次數增多,因而使反應速率增大。④催化劑對化學反應速率的影響解釋:催化劑能夠降低反應所需要的活化能,這樣使更多的反應物分子成為活化分子,大大增加單位體積內反應物分子中活化分子所占百分數,從而提高了有效碰撞的頻率,成千上萬倍地增大化學反應速率。規律:若其他條件不變,使用催化劑能夠,反應速率加快。濃度增大壓強增大溫度升高催化劑體積不變體積縮小分子能量增加降低反應所需的能量單位體積內分子總數增多,活化分子百分數不變單位體積內分子總數不變,活化分子百分數增大單位體積內活化分子數增多有效碰撞次數增多反應速率加大二、化學平衡①在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應速率相等,反應混合物中各組成成分的濃度保持不變的狀態叫化學平衡狀態②它的建立與反應途徑無關,從正反應或逆反應開始都可以建立平衡狀態概念特征化學平衡動:動態平衡定:外界條件一定,各組分含量一定(不是相等)變:外界條件改變,平衡被破壞,發生移動而建立新平衡逆:可逆反應等:υ正=υ逆≠0條件改變
自發
新平衡V'正=V'逆V正=V逆原平衡V正≠V逆原平衡被破壞濃度、溫度、壓強發生改變
勒夏特列原理——平衡移動原理三、化學平衡移動規律:其他條件不變的情況下,增大反應物的濃度或減小生成物的濃度,平衡正向移動;減小反應物的濃度或增大生成物的濃度,平衡逆向移動濃度對化學平衡的影響注意:①增大某一反應物濃度,另一反應物轉化率↑,自身轉化率↓。②固體或純液體量的改變不影響速率,平衡不移動。條件改變平衡移動方向圖象
增正反應方向減逆反應方向增逆反應方向減正反應方向ABABAB生產實際中,常常通過增大廉價原料的濃度使平衡向正反應方向移動,來提高另一種價格較高的原料的轉化率。規律:其他條件不變的情況下,增大壓強,平衡向氣體體積縮小的方向移動;減小壓強,平衡向氣體體積增大的方向移動。CV縮V增DV增V縮條件改變平衡移動方向圖象增壓氣體縮小反應方向減壓氣體擴大反應方向CD壓強對化學平衡的影響注意:①適用范圍:有氣體參與②反應前后氣態物質的系數和相同,改變壓強平衡不移動③壓強對平衡的影響是通過改變濃度來實現的規律:其他條件不變的情況下,溫度升高,平衡向吸熱方向移動;溫度降低,平衡向放熱方向移動。條件改變平衡移動方向升溫吸熱反應方向降溫放熱反應方向FV放V吸EV吸V放溫度對化學平衡的影響催化劑對化學平衡無影響加正催化劑V正=V逆催化劑同等程度的改變正、逆反應速率,Vˊ正=Vˊ逆所以化學平衡不移動。但可縮短反應達平衡所需的時間。生成物濃度增大,但比原來小向正反應方向移動減小生成物濃度生成物濃度減小,但比原來大向逆反應方向移動增大生成物濃度反應物濃度增大,但比原來小向逆反應方向移動減小反應物濃度反應物濃度減小,但比原來大向正反應方向移動增大反應物濃度化學平衡移動的結果化學平衡的移動改變影響條件外界條件對化學平衡的影響體系溫度升高,但比原來低向放熱方向移動降低溫度體系溫度降低,但比原來高向吸熱方向移動升高溫度體積壓強增大,但比原來小向氣體體積增大的方向移動減小體系壓強體系壓強減小,但比原來大向氣體體積減小的方向移動增大體系壓強化學平衡移動的結果化學平衡的移動改變影響條件外界條件對化學平衡的影響四、平衡移動原理(勒夏特列原理)如果改變影響平衡的一個條件(濃度、壓強、溫度),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動?;瘜W平衡移動原理是一條普遍規律。勒夏特列原理適用于所有動態平衡的體系(化學平衡、溶解平衡、電離平衡等),不適用于未達到平衡的體系。外界條件對反應物轉化率的影響2、濃度變化:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)1、溫度、壓強變化:若使平衡向正反應方向移動,反應物轉化率一定增大。(1)反應物不只一種,(2)反應物只有一種,①若只增加A的量,A轉化率減小,B轉化率增大。②若按原比例同倍數增加A、B的量:mA(g)pC(g)+qD(g)若增加A的量,相當于加壓,A轉化率與氣體系數有關。若mn>pq,A轉化率增大若mn=pq,A轉化率不變若mn<pq,A轉化率減小相當于加壓,轉化率與氣體系數有關。五、化學平衡的有關計算
有關化學平衡的計算包括:求平衡常數、平衡時各組分含量,平衡濃度、起始濃度、反應物轉化率、混合氣體的密度或平均相對分子質量、某物質的化學計量數等。(1)、化學平衡常數對于一般的可逆反應,
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)當在一定溫度下達到平衡時K=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)
平衡常數的大小反映了化學反應可能進行的程度(即反應限度)。值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例越大,它的正向反應進行的程度越大,即該反應進行得越完全,反應物轉化率越大;反之,就越不完全,轉化率就越小。一般地說,﹥105時,該反應進行得就基本完全了;在10-5左右,則認為反應很難進行。平衡常數隨溫度的改變而改變,與濃度變化無關。對于有純固體或溶劑參加的反應,其濃度不列入平衡常數的表達式中?;瘜W平衡常數的意義∶某個指定反應物的轉化率=(指定反應物的起始濃度-指定反應物的平衡濃度)/指定反應物的起始濃度×100%=(指定反應物反應中消耗(或叫反應)的濃度/指定反應物的起始濃度)×100%轉化率越大,反應越完全!(2)轉化率(3)解計算題時要用到的方法或規律:①化學平衡計算的基本方法是“起始”、“變化”、“平衡”三段分析法
②各物質變化濃度之比=反應式中的化學計量數之比;
六、化學反應進行的方向1、焓判據:自發過程取向于最低能量狀態的傾向。即△H<O反應有自發進行的傾向,但自發反應不一定△H<O。2、熵判據:自發過程取向于最大混亂度的傾向。即△S>0有利于反應自發進行,但自發反應不一定△S>O?;瘜W反應進行的方向判據:體系總是要向著使自身能量降低(焓減)、混亂度增大(即熵增)(由有序趨向無序)的方向轉變;由焓判據和熵判據組合成的復合判據將更適合于所有的過程。△G=△H—T△S3、復合判據(自由能變化)1當△H<0,△S>0,即△G<0時,反應自發進行2當△H>0,△S<0,即△G>0時,反應不自發進行3當△H>0,△S>0或△
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