高二同步課程

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一、化學(xué)反應(yīng)速率及其簡單計(jì)算

1.化學(xué)反應(yīng)速率：通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示，其 數(shù)學(xué)表達(dá)式可表示為單位一般為mol/(Lmin)或mol.L-1min-1

2.結(jié)論：對于一般反應(yīng) aA + bB =cC + dD來說有：

VA ：VB ：VC ：VD =△CA ：△CB ：△CC ：△CD =△nA ：△nB ：△nC ：△nD = a ：b ：c ：d

特別提醒：

1.化學(xué)反應(yīng)速率指的是平均速率而不是瞬時(shí)速率

2.無論濃度的變化是增加還是減少，化學(xué)反應(yīng)速率均取正值。

3.同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí)可能不同，但是比較反應(yīng)速率快慢時(shí)，要根據(jù)反應(yīng)速率與化學(xué)方程式的計(jì)量系數(shù)的關(guān)系換算成同一種物質(zhì)來表示，看其數(shù)值的大小。注意比較時(shí)單位要統(tǒng)一。

二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

1.內(nèi)因(主要因素)：反應(yīng)物本身的性質(zhì)(分子結(jié)構(gòu)或原子結(jié)構(gòu))所決定的。

2.外因(次要因素)

(1)濃度：當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，V正急劇增大，V逆也逐漸增大。若減小反應(yīng)物濃度，V逆急劇減小，V正逐漸減小。(固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，故反應(yīng)速率與其加入量多少無關(guān))。

(2)溫度：當(dāng)其他條件不變時(shí)，升溫時(shí)， V正、V逆都加快;降溫時(shí)，V正、V逆都減小

(3)壓強(qiáng)：其他條件不變時(shí)，對于有氣體參加的反應(yīng)，通過縮小反應(yīng)容器，增大壓強(qiáng)，V正、V逆都增大;通過擴(kuò)大反應(yīng)容器，壓強(qiáng)減小，濃度變小，V正、V逆均減小。

(4)催化劑：使用催化劑，成百上千的同等倍數(shù)地增加了正、逆反應(yīng)速率。

特別提醒：

1.改變壓強(qiáng)的實(shí)質(zhì)是改變濃度，若反應(yīng)體系中無氣體參加，故對該類的反應(yīng)速率無影響。

2.恒容時(shí)，氣體反應(yīng)體系中充入稀有氣體(或無關(guān)氣體)時(shí)，氣體總壓增大，物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)速率不變。

3.恒壓時(shí)，充入稀有氣體，反應(yīng)體系體積增大，濃度減小，反應(yīng)速率減慢。

4.溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常要增大為原來的2～4倍。

5.從活化分子角度解釋外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：

三、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志和判斷

1.化學(xué)平衡的標(biāo)志：

(1)V正=V逆，它是化學(xué)平衡的本質(zhì)特征

(2)各組分的濃度不再改變，各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等均不再改變，這是外部特點(diǎn)。

2.化學(xué)平衡的狀態(tài)的判斷：

特別提醒：

1.當(dāng)從正逆反應(yīng)速率關(guān)系方面描述時(shí)，若按化學(xué)計(jì)量數(shù)比例同向說時(shí)，則不能說明達(dá)到平衡狀態(tài);若按化學(xué)計(jì)量數(shù)比例異向說明，則可以說明達(dá)到平衡狀態(tài)。

2.恒溫、恒容下的體積不變的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不變時(shí)，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)。

如H2(g)+I2 (g) 2HI(g)。

3.全部是氣體參加的體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對分子質(zhì)量不變，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)。

如2HI(g) H2(g)+I2(g)

4.全部是氣體參加的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度不變，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)。

四、影響化學(xué)平衡的因素及勒夏特例原理

要點(diǎn)一：反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響：

(1)濃度：在其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度或減少生成物的濃度，都可使平衡向正反應(yīng)方向移動，反之，平衡向逆反應(yīng)方向移動。

(2)溫度：在其他條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向吸熱方向移動;降低溫度，平衡向放熱方向移動;溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)實(shí)現(xiàn)的。

(3)壓強(qiáng)：其他條件不變時(shí)，在有氣體參加的可逆反應(yīng)里，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體總體積縮小的方向移動;反之，平衡向氣體總體積增大的方向移動。在這里，壓強(qiáng)改變是通過反應(yīng)器容積的改變來完成的(即壓縮或擴(kuò)大)。

(4)催化劑：使用催化劑能同等倍數(shù)地增大正逆反應(yīng)速率，平衡不移動，縮短了達(dá)到平衡所需的時(shí)間，但不會改變化學(xué)平衡常數(shù)，不會改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，不會改變各組分的百分含量。

特別 提醒：

1.恒容時(shí)充入與該反應(yīng)無關(guān)的氣體(如稀有氣體)，正逆反應(yīng)速率不變，平衡不移動

2.使用催化劑或?qū)怏w體積不變的反應(yīng)改變壓強(qiáng)，同等倍數(shù)的改變正逆反應(yīng)速率，平衡不移動。

3.若改變濃度、壓強(qiáng)、溫度，不同倍數(shù)的改變了正逆反應(yīng)速率時(shí)，化學(xué)平衡一定移動。

要點(diǎn)二：勒夏特例原理 如果改變影響化學(xué)平衡的一個條件(如濃度、溫度、壓強(qiáng))，平衡就向能夠減弱這種方向移動。對該原理中的“減弱”不能理解為消除、抵消，即平衡移動的變化總是小于外界條件變化對反應(yīng)的改變。如給已達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆體系，增加5個大氣壓，由于化學(xué)反應(yīng)向體積縮小的方向移動，使體系的最終壓強(qiáng)大于其初始壓強(qiáng)P0而小于P0+5。另外，工業(yè)上反應(yīng)條件的優(yōu)化，實(shí)質(zhì)上是勒夏特例原理和化學(xué)反應(yīng)速率兩方面綜合應(yīng)用的結(jié)果。

五、化學(xué)速率和化學(xué)平衡圖象

1.速率v--時(shí)間t的圖象：

(1)由速率的變化判斷外界條件的改變：①若反應(yīng)速率與原平衡速率斷層，則是由改變溫度或壓強(qiáng)所致，具體改變的條件，則要結(jié)合V逆、V正大小關(guān)系及平衡移動的方向進(jìn)行判斷。②若反應(yīng)速率與原平衡連續(xù)，則是由改變某一種物質(zhì)的濃度所致，具體是增大或減小反應(yīng)物還是生成物的濃度，則要結(jié)合V逆、V正大小關(guān)系及平衡移動的方向進(jìn)行判斷

2.組分量--時(shí)間t、溫度T、壓強(qiáng)P的圖象

①“先拐先平”：“先拐”的先達(dá)到平衡狀態(tài)，即對應(yīng)的溫度高或壓強(qiáng)大，從而判斷出曲線對應(yīng)的溫度或壓強(qiáng)的大小關(guān)系。

②“定一議二”：即固定其中的一個因素(溫度或壓強(qiáng)等)，然后討論另外一個因素與化學(xué)平衡中的參量(濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、平均相對分子質(zhì)量)的變化關(guān)系，從而判斷出該反應(yīng)為放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)、反應(yīng)前后氣體體積的大小等。

六、化學(xué)平衡常數(shù)

1.對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)+ nB(g) pC(g)+qD(g)，其中m、n、p、q分別表示化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。當(dāng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，這個反應(yīng)的平衡常數(shù)公式可以表示為： ,各物質(zhì)的濃度一定是平衡時(shí)的濃度,而不是其他時(shí)刻的.

2.在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí)，固體和純液體的濃度可視為常數(shù)“1”。例如：Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g)，在一定溫度下，化學(xué)平衡常數(shù)表示為 。

3.利用K值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)。例如，在某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，平衡常數(shù)為K。若某時(shí)刻時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下： ，則有以下結(jié)論：

①Q(mào)c=K ，V(正)=V(逆)，可逆反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀 態(tài);

②QcV(逆)，可逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行;

③Qc>K ，V(正)

4.化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)方程式的各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)增倍或減倍時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)也會發(fā)生相應(yīng)的變化。

5.化學(xué)平衡常數(shù)是描述可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的重要參數(shù)，只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物、生成物的濃度無關(guān)，當(dāng)然也不會隨壓強(qiáng)的變化而變化，即與壓強(qiáng)無關(guān)。

七、等效平衡問題

1.等效平衡的概念：在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓)對同一可逆反應(yīng)，無論反應(yīng)從何處開始均可達(dá)到平衡且任何同一個的組分的含量相同，這樣的平衡互稱為等效平衡。

2.等效平衡的規(guī)律

①對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的體積不等的反應(yīng)

A定溫、定容時(shí)，改變起始加入情況，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成方程式兩邊同一物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相等就可以建立等效平衡。

B定溫、定壓時(shí)，改變起始加入情況，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成方程式兩邊同一物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相等就可以建立等效平衡。

②對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的體積相等的反應(yīng)

不論定溫、定容時(shí)還是定溫、定壓時(shí)，改變起始加入情況，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成方程式兩邊同一物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相等就可以建立等效平衡。

八、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

1.放熱反應(yīng)具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，但有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，故用焓判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向不全面

2.反應(yīng)體系熵值的增大，反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向，但有些熵減的反應(yīng)也 能自發(fā)進(jìn)行，故用熵判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向也不全面

3.復(fù)合判據(jù)---自由能變化：△G=△H-T△S，是最全面的判斷據(jù)：

①△G=△H-T△S>0，不能自發(fā)進(jìn)行;

②△G=△H-T△S<0，能自發(fā)進(jìn)行;

③△G=△H-T△S=0，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

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