化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡知識點歸納_第1頁
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡知識點歸納_第2頁
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡知識點歸納_第3頁
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡知識點歸納_第4頁
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文檔簡介

1、1 .化學(xué)反應(yīng)速率:.化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法:通過計算式: v = Ac /題理解其概念:化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)消耗的時間(A和反應(yīng)物濃度的變化(A承關(guān);在同一反應(yīng)中,用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時,數(shù)值可以相同,也可以是不同的。但這些數(shù)值所表示的都是同一個反應(yīng)速率。因此,表示反應(yīng)速率時,必須說明用哪種物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)。用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率時,其比值一定等于化學(xué)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。如:化學(xué)反應(yīng) mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)的:v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n: p: q一般來說,化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)進行而逐漸減慢。因此某一段

2、時間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率,實際是這段時間內(nèi)的平均速率,而不是瞬時速率。.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:I.決定因素(內(nèi)因):反應(yīng)物本身的性質(zhì)。n .條件因素(外因)(也是我們研究的對象): .濃度:其他條件不變時,增大反應(yīng)物的濃度,可以增大活化分子總數(shù),從而加快化學(xué)反應(yīng)速率。值得注意的是,固態(tài)物質(zhì)和純液態(tài)物質(zhì)的濃度可視為常數(shù); .壓強:對于氣體而言,壓縮氣體體積,可以增大濃度,從而使化學(xué)反應(yīng)速率加快。值得 注意的是,如果增大氣體壓強時,不能改變反應(yīng)氣體的濃度,則不影響化學(xué)反應(yīng)速率。 .溫度:其他條件不變時,升高溫度,能提高反應(yīng)分子的能量,增加活化分子百分?jǐn)?shù),從 而加快化學(xué)反應(yīng)速率。 .催化劑:使用催化劑

3、能等同地改變可逆反應(yīng)的正、逆化學(xué)反應(yīng)速率。 .其他因素。如固體反應(yīng)物的表面積(顆粒大小) 、光、不同溶劑、超聲波等。2 .化學(xué)平衡:.化學(xué)平衡研究的對象:可逆反應(yīng)。.化學(xué)平衡的概念(略);.化學(xué)平衡的特征:動:動態(tài)平衡。平衡時 v正=v逆 W0等:v正=v逆定:條件一定,平衡混合物中各組分的百分含量一定(不是相等);變:條件改變,原平衡被破壞,發(fā)生移動,在新的條件下建立新的化學(xué)平衡。(4).化學(xué)平衡的標(biāo)志:(處于化學(xué)平衡時):、速率標(biāo)志:v正=v逆WQ、反應(yīng)混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化;、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、生成物的產(chǎn)率不再發(fā)生變化;、反應(yīng)物反應(yīng)時破壞的化學(xué)鍵與逆反

4、應(yīng)得到的反應(yīng)物形成的化學(xué)鍵種類和數(shù)量相同;、對于氣體體積數(shù)不同的可逆反應(yīng),達到化學(xué)平衡時,體積和壓強也不再發(fā)生變化?!纠?】在一定溫度下,反應(yīng) A2(g) + B2(g) 2AB(g)達到平衡的標(biāo)志是(C )A.單位時間生成 n mol的A2同時生成n mol的ABB.容器內(nèi)的壓強不隨時間變化C.單位時間生成 2n mol的AB同時生成n mol的B2D.單位時間生成 n mol的A2同時生成n mol的B2.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷:舉例反應(yīng) mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)混合物體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一

5、定平衡各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡 總壓強、總體積、總物質(zhì)的量一定不一定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系 在單位時間內(nèi)消耗了 m molA同時生成 m molA ,即vF=v逆平衡在單位時間內(nèi)消耗了 n molB同時生成p molC,均指v正 不一定平衡vA:vB:vC:vD=m:n:p:q , v正不一定等于 v逆 不一定平衡在單位時間內(nèi)生成了n molB ,同時消耗q molD ,因均指v逆 不一定平衡壓強 m+n p+q時,總壓力一定(其他條件一定)平衡m+n=p+q時,總壓力一定(其他條件一定)不一定平衡混合氣體的平均分子量一定時,只有當(dāng) m+n# p+q時,平衡 一定,但 m+n=p+q時

6、,不一定平衡平衡溫度 任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,在其他條件不變的條件下,體系溫度一定時 體系的密度密度一定不一定平衡3.化學(xué)平衡移動:勒沙持列原理:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強和溫度等),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。其中包含:影響平衡的因素:濃度、壓強、溫度三種;原理的適用范圍:只適用于一項條件發(fā)生變化的情況(即溫度或壓強或一種物質(zhì)的濃度)當(dāng)多項條件同時發(fā)生變化時,情況比較復(fù)雜;平衡移動的結(jié)果:只能減弱(不可能抵消)外界條件的變化。、平衡移動:是一個 平衡狀態(tài)-不平衡狀態(tài)-新的平衡狀態(tài)”的過程。一定條件下的平衡 體系,條件改變后,可能發(fā)生平衡移動。即總結(jié)如下:、平衡移

7、動與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系:不要把平衡向正反應(yīng)方向移動與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的增大等同起 來。、影響化學(xué)平衡移動的條件:化學(xué)平衡移動:(強調(diào)一個 變”字)濃度、溫度的改變,都能引起化學(xué)平衡移動。而改變壓強則不一定能引起化學(xué)平衡移動。強調(diào):氣體體積數(shù)發(fā)生變化的可逆反應(yīng),改變壓強則能引起化學(xué)平衡移動;氣體體積數(shù)不變的可逆反應(yīng),改變壓強則不會引起化學(xué)平衡移動。催化劑不影響化學(xué)平衡。速率與平衡移動的關(guān)系:I. 丫正二=v逆,平衡不移動;n . v正> v逆,平衡向正反應(yīng)方向移動;in. v正< v逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動。平衡移動原理:(勒沙特列原理):分析化學(xué)平衡移動的一般思路:速率不變:如容積不變時充入

8、惰性氣體強調(diào):加快化學(xué)反應(yīng)速率可以縮短到達化學(xué)平衡的時間,但不一定能使平衡發(fā)生移動。、反應(yīng)物用量的改變對化學(xué)平衡影響的一般規(guī)律:I、若反應(yīng)物只有一種:aA(g)=bB(g) + cC(g),在不改變其他條件時,增加 A的量平衡向正 反應(yīng)方向移動,但是 A的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān):(可用等效平衡的方法分析)。若a = b + c : A的轉(zhuǎn)化率不變;若a > b + c : A的轉(zhuǎn)化率增大;若a < b + c A的轉(zhuǎn)化率減小。n、若反應(yīng)物不只一種:aA(g) + bB(g)=cC(g) + dD(g),在不改變其他條件時,只增加 A的量,平衡向正反應(yīng)方向移動,但是A的轉(zhuǎn)化率減

9、小,而B的轉(zhuǎn)化率增大。若按原比例同倍數(shù)地增加A和B,平衡向正反應(yīng)方向移動,但是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān):如 a+b = c + d, A、B的轉(zhuǎn)化率都不變;如 a+ b>c+ d, A、B的轉(zhuǎn)化率 都增大;如a + b < c + d, A、B的轉(zhuǎn)化率都減小。4、等效平衡問題的解題思路 :、概念:同一反應(yīng),在一定條件下所建立的兩個或多個平衡中,混合物中各成分的含量 相同,這樣的平衡稱為等效平衡。分類:等溫等容條件下的等效平衡:在溫度和容器體積不變的條件下,改變起始物質(zhì)的加入情況, 只要可以通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量相同,則兩平衡等效,這

10、種等效平衡可以稱為等同平衡。等溫等壓條件下的等效平衡 :在溫度和壓強不變的條件下, 改變起始物質(zhì)的加入情況, 只 要可以通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量比值相同,則兩平衡等效,這種等效平衡可以稱為等比例平衡。等溫且 n=0條件下的等效平衡:在溫度和容器體積不變的條件下,對于反應(yīng)前后氣體總分子數(shù)不變的可逆反應(yīng),只要可以通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成左右兩邊任意一邊物 質(zhì)的物質(zhì)的量比值相同,則兩平衡等效,這種等效平衡可以稱為不移動的平衡。5、速率和平衡圖像分析:分析反應(yīng)速度圖像:看起點:分清反應(yīng)物和生成物, 濃度減小的是反應(yīng)物,濃度增大的是生成物,生成物多數(shù)以原點為起

11、點??醋兓厔荩悍智逭磻?yīng)和逆反應(yīng),分清放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。升高溫度時, V吸熱 V放熱??唇K點:分清消耗濃度和增生濃度。反應(yīng)物的消耗濃度與生成物的增生濃度之比等于反應(yīng) 方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比。對于時間一一速度圖像,看清曲線是連續(xù)的,還是跳躍的 。分清 漸變"和 突變“、大變” 和 小變”。增大反應(yīng)物濃度 V正 突變,V逆 漸變。升高溫度,V吸熱 大增,V放熱 小增?;瘜W(xué)平衡圖像問題的解答方法:三步分析法:一看反應(yīng)速率是增大還是減?。欢碫正、4V逆的相對大??;三看化學(xué)平衡移動的方向。四要素分析法:看曲線的起點;看曲線的變化趨勢;看曲線的轉(zhuǎn)折點;看曲線的終點。先拐先平:對于可逆反

12、應(yīng) mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g),在轉(zhuǎn)化率-時間曲線中,先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡。它所代表的溫度高、壓強大。這時如果轉(zhuǎn)化率也較高, 則反應(yīng)中m+n>p+q。若轉(zhuǎn)化率降低,則表示 m+n<p+q。定一議二:圖像中有三個量時,先確定一個量不變,再討論另外兩個量的關(guān)系。化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)進行的快慢程度,用單位時間反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表 示。通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。表達式: v (A) = c(A)/ t單位:mol/(L s)或 mol/(L min)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:溫度,濃度,壓強

13、,催化劑。另外,x射線,丫射線,固體物質(zhì)的表面積也會影響化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)的計算公式例對于下列反應(yīng)mA+nB=pC+qD有 v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q對于沒有達到化學(xué)平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng):v(正)w逆)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:壓強:對于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng),其他條件不變時(除體積),增大壓強,即體積減小,反應(yīng)物濃度增大,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多,反應(yīng)速率加快; 反之則減小。若體積不變,加壓(加入不參加此化學(xué)反應(yīng)的氣體)反應(yīng)速率就不變。因為濃 度不變,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)就不變。但在體積不變的情況下, 加入反應(yīng)物,同樣是加壓,增加反應(yīng)物濃度

14、,速率也會增加。溫度:只要升高溫度,反應(yīng)物分子獲得能量, 使一部分原來能量較低分子變成活化分子,增加了活化分子的百分?jǐn)?shù),使得有效碰撞次數(shù)增多,故反應(yīng)速率加大(主要原因)。當(dāng)然,由于溫度升高,使分子運動速率加快,單位時間內(nèi)反應(yīng)物分子碰撞次數(shù)增多反應(yīng)也會相應(yīng)加快(次要原因)催化劑:使用正催化劑能夠降低反應(yīng)所需的能量,使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子,大大提高了單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的百分?jǐn)?shù),從而成千上萬倍地增大了反應(yīng)物速率.負(fù)催化劑則反之。濃度:當(dāng)其它條件一致下, 增加反應(yīng)物濃度就增加了單位體積的活化分子的數(shù)目,從而增加有效碰撞,反應(yīng)速率增加,但活化分子百分?jǐn)?shù)是不變的。其他因素:增大一定量固體的表面積

15、(如粉碎),可增大反應(yīng)速率,光照一般也可增大某些反應(yīng)的速率;此外,超聲波、電磁波、溶劑等對反應(yīng)速率也有影響。溶劑對反應(yīng)速度的影響在均相反應(yīng)中,溶液的反應(yīng)遠(yuǎn)比氣相反應(yīng)多得多(有人粗略估計有90%以上均相反應(yīng)是在溶液中進行的)。但研究溶液中反應(yīng)的動力學(xué)要考慮溶劑分子所起的物理的或化學(xué)的影響, 另外在溶液中有離子參加的反應(yīng)常常是瞬間完成的,這也造成了觀測動力學(xué)數(shù)據(jù)的困難。最簡單的情況是溶劑僅引起介質(zhì)作用的情況。在溶液中起反應(yīng)的分子要通過擴散穿周圍的溶劑分子之后,才能彼此接觸,反應(yīng)后生成物分子也要穿國周圍的溶劑分子通過擴散而離開。擴散一一就是對周圍溶劑分子的反復(fù)擠撞,從微觀角度,可以把周圍溶劑分子看成

16、是形成了一個籠,而反應(yīng)分子則處于籠中。 分子在籠中持續(xù)時間比氣體分子互相碰撞的持續(xù)時間大 10-100倍,這相當(dāng)于它在籠中可以經(jīng)歷反復(fù)的多次碰撞?;\效應(yīng)一一就是指反應(yīng)分子在溶劑分子形成的籠中進行多次的碰撞(或振動)。這種連續(xù)反復(fù)碰撞則稱為一次偶遇,所以溶劑分子的存在雖然限制了反應(yīng)分子作遠(yuǎn)距離的移動,減少了與遠(yuǎn)距離分子的碰撞機會,但卻增加了近距離分子的重復(fù)碰撞??偟呐鲎差l率并未減低。據(jù)粗略估計,在水溶液中,對于一對無相互作用的分子,在依次偶遇中它們在籠中的時間約為10-12-10-lls,在這段時間內(nèi)大約要進行100-1000次的碰撞。然后偶爾有機會躍出這個籠子,擴散到別處,又進入另一個籠中???/p>

17、見溶液中分子的碰撞與氣體中分子 的碰撞不同,后者的碰撞是連續(xù)進行的,而前者則是分批進行的, 一次偶遇相當(dāng)于一批碰撞,它包含著多次的碰撞。 而就單位時間內(nèi)的總碰撞次數(shù)而論,大致相同,不會有商量級上的變化。所以溶劑的存在不會使活化分子減少。A和B發(fā)生反應(yīng)必須通過擴散進入同一籠中,反應(yīng)物分子通過溶劑分子所構(gòu)成的籠所需要的活化能一般不會超過20kJ mol-1 ,而分子碰撞進行反應(yīng)的活化能一般子 40 -400kJ mol-1之間。由于擴散作用的活化能小得多,所以擴散作用一般不會影響反應(yīng)的速率。 但也有不少反應(yīng) 它的活化能很小,例如自由基的復(fù)合反應(yīng), 水溶液中的離子反應(yīng)等。 則反應(yīng)速率取決于分子 的擴

18、散速度,即與它在籠中時間成正比。從以上的討論可以看出,如果溶劑分子與反應(yīng)分子沒有顯著的作用,則一般說來碰撞理論對溶液中的反應(yīng)也是適用的,并且對于同一反應(yīng)無論在氣相中或在溶液中進行,其概率因素P和活化能都大體具有同樣的數(shù)量級,因而反應(yīng)速率也大體相同。但是也有一些反應(yīng),溶劑 對反應(yīng)有顯著的影響。 例如某些平行反應(yīng),??山柚軇┑倪x擇使得其中一種反應(yīng)的速率變 得較快,使某種產(chǎn)品的數(shù)量增多。溶劑對反應(yīng)速率的影響是一個極其復(fù)雜的問題,一般說來:(1)溶劑的介電常數(shù)對于有離子參加的反應(yīng)有影響。因為溶劑的介電常數(shù)越大,離子間的引力越弱,所以介電常數(shù)比較大的溶劑常不利與離子間的化合反應(yīng)。(2)溶劑的極性對反應(yīng)速率的影響。如果生成物的極性比反應(yīng)物大,則

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