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一、化學反應速率
1. 化學反應速率(v)
⑴ 定義:用來衡量化學反應的快慢,單位時間內反應物或生成物的物質的量的變化
⑵ 表示方法:單位時間內反應濃度的減少或生成物濃度的增加來表示
⑶ 計算公式:v=c/t(:平均速率,c:濃度變化,t:時間)單位:mol/(Ls)
⑷ 影響因素:
① 決定因素(內因):反應物的性質(決定因素)
② 條件因素(外因):反應所處的條件
2.
※注意:(1)、參加反應的物質為固體和液體,由于壓強的變化對濃度幾乎無影響,可以認為反應速率不變。
(2)、惰性氣體對于速率的影響
①恒溫恒容時:充入惰性氣體總壓增大,但是各分壓不變,各物質濃度不變反應速率不變
②恒溫恒體時:充入惰性氣體體積增大各反應物濃度減小反應速率減慢
二、化學平衡
(一)1.定義:
化學平衡狀態:一定條件下,當一個可逆反應進行到正逆反應速率相等時,更組成成分濃度不再改變,達到表面上靜止的一種平衡,這就是這個反應所能達到的限度即化學平衡狀態。
2、化學平衡的特征
逆(研究前提是可逆反應)
等(同一物質的正逆反應速率相等)
動(動態平衡)
定(各物質的濃度與質量分數恒定)
變(條件改變,平衡發生變化)
判斷可逆反應達到平衡狀態的方法和依據
例舉反應
mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)
混合物體系中
各成分的含量
①各物質的物質的量或各物質的物質的量的分數一定
平衡
②各物質的質量或各物質質量分數一定
平衡
③各氣體的體積或體積分數一定
平衡
④總體積、總壓力、總物質的量一定
不一定平衡
正、逆反應
速率的關系
①在單位時間內消耗了m molA同時生成m molA,即V(正)=V(逆)
平衡
②在單位時間內消耗了n molB同時消耗了p molC,則V(正)=V(逆)
平衡
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)
不一定平衡
④在單位時間內生成n molB,同時消耗了q molD,因均指V(逆)
不一定平衡
壓強
①m np q時,總壓力一定(其他條件一定)
平衡
②m n=p q時,總壓力一定(其他條件一定)
不一定平衡
混合氣體平均相對分子質量Mr
①Mr一定時,只有當m np q時
平衡
②Mr一定時,但m n=p q時
不一定平衡
溫度
任何反應都伴隨著能量變化,當體系溫度一定時(其他不變)
平衡
體系的密度
密度一定
不一定平衡
其他
如體系顏色不再變化等
平衡
(二)影響化學平衡移動的因素1、濃度對化學平衡移動的影響
(1)影響規律:在其他條件不變的情況下,增大反應物的濃度或減少生成物的濃度,都可以使平衡向正方向移動;增大生成物的濃度或減小反應物的濃度,都可以使平衡向逆方向移動
(2)增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以平衡_不移動_
(3)在溶液中進行的反應,如果稀釋溶液,反應物濃度__減小__,生成物濃度也_減小_, V正_減小___,V逆也_減小____,但是減小的程度不同,總的結果是化學平衡向反應方程式中化學計量數之和__大___的方向移動。
2、溫度對化學平衡移動的影響
影響規律:在其他條件不變的情況下,溫度升高會使化學平衡向著___吸熱反應______方向移動,溫度降低會使化學平衡向著_放熱反應__方向移動。
3、壓強對化學平衡移動的影響
影響規律:其他條件不變時,增大壓強,會使平衡向著__體積縮小___方向移動;減小壓強,會使平衡向著___體積增大__方向移動。
注意:(1)改變壓強不能使無氣態物質存在的化學平衡發生移動
(2)氣體減壓或增壓與溶液稀釋或濃縮的化學平衡移動規律相似
4.催化劑對化學平衡的影響:由于使用催化劑對正反應速率和逆反應速率影響的程度是等同的,所以平衡__不移動___。但是使用催化劑可以影響可逆反應達到平衡所需的_時間_。
5.勒夏特列原理(平衡移動原理):如果改變影響平衡的條件之一(如溫度,壓強,濃度),平衡向著能夠減弱這種改變的方向移動。
三、化學平衡常數
(一)定義:在一定溫度下,當一個反應達到化學平衡時,___生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數____比值。 符號:__K__
(二)使用化學平衡常數K應注意的問題:
1、表達式中各物質的濃度是__變化的濃度______,不是起始濃度也不是物質的量。
2、K只與__溫度(T)___有關,與反應物或生成物的濃度無關。
3、反應物或生產物中有固體或純液體存在時,由于其濃度是固定不變的,可以看做是1而不代入公式。
4、稀溶液中進行的反應,如有水參加,水的濃度不必寫在平衡關系式中。
(三)化學平衡常數K的應用:
1、化學平衡常數值的大小是可逆反應__進行程度_____的標志。K值越大,說明平衡時_生成物___的濃度越大,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_高___。反之,則相反。 一般地,K_105__時,該反應就進行得基本完全了。
2、可以利用K值做標準,判斷正在進行的可逆反應是否平衡及不平衡時向何方進行建立平衡。(Q:濃度積)
Q_〈__K:反應向正反應方向進行;
Q__=_K:反應處于平衡狀態 ;
Q_〉__K:反應向逆反應方向進行
3、利用K值可判斷反應的熱效應
若溫度升高,K值增大,則正反應為__吸熱___反應
若溫度升高,K值減小,則正反應為__放熱___反應
*四、等效平衡
1、概念:在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓),只是起始加入情況不同的同一可逆反應達到平衡后,任何相同組分的百分含量均相同,這樣的化學平衡互稱為等效平衡。
2、分類
(1)定溫,定容條件下的等效平衡
第一類:對于反應前后氣體分子數改變的可逆反應:必須要保證化學計量數之比與原來相同;同時必須保證平衡式左右兩邊同一邊的物質的量與原來相同。
第二類:對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應:只要反應物的物質的量的比例與原來相同即可視為二者等效。
(2)定溫,定壓的等效平衡
只要保證可逆反應化學計量數之比相同即可視為等效平衡。
五、化學反應進行的方向
1、反應熵變與反應方向:
(1)熵:物質的一個狀態函數,用來描述體系的混亂度,符號為S. 單位:Jmol-1K-1
(2)體系趨向于有序轉變為無序,導致體系的熵增加,這叫做熵增加原理,也是反應方向判斷的依據。.
(3)同一物質,在氣態時熵值最大,液態時次之,固態時最小。即S(g)〉S(l)〉S(s)
2、反應方向判斷依據
在溫度、壓強一定的條件下,化學反應的判讀依據為:
H-TS〈0 反應能自發進行
H-TS=0 反應達到平衡狀態
H-TS〉0 反應不能自發進行
注意:(1)H為負,S為正時,任何溫度反應都能自發進行
(2)H為正,S為負時,任何溫度反應都不能自發進行
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