1、化学反应速率和化学平衡 主要知识点 化学反应速度化学反应速度化学平衡化学平衡化学反应速率是研究在单位时间内化学反应速率是研究在单位时间内反应物或生成物浓度的变化反应物或生成物浓度的变化。 化学平衡是研究可逆反应进行的化学平衡是研究可逆反应进行的方向和反应进行的程度（转化率、方向和反应进行的程度（转化率、平衡常数）平衡常数）.化学反应速率、平衡计算和图象分析化学反应速率、平衡计算和图象分析化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率一、化学反应速率（1 1）表达式：）表达式：v = v = c/c/t t浓度仅指浓度仅指溶液或气体溶液或气体的，固体、纯液体无浓度可言。的，固体、纯
2、液体无浓度可言。 同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值可能是不一样的，所以应值可能是不一样的，所以应注明是由哪种物质注明是由哪种物质表示的。表示的。 同一反应中，各物质的同一反应中，各物质的速率之比速率之比等于他们在化学等于他们在化学方程式中的方程式中的化学计量数之比。化学计量数之比。例例1、反应、反应4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O(g) 在在10L的密闭容器中进行，的密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速，则此反应的平均速率可表示为：率可表示为：A、v
3、(NH3)=0.01 mol/(Ls ) B、v (O2)=0.001 mol /(Ls ) C、v (NO)=0.001mol /(Ls ) D、v (H2O)=0.045 mol /(Ls ) C（2）速率大小比较）速率大小比较 对于反应对于反应A(g)+3B(g) 2C(g),下列各数据表示不同条件下的反应下列各数据表示不同条件下的反应速率，其中反应进行得最快的是速率，其中反应进行得最快的是A、v (A)=0.01 mol/(Ls ) B、v (B)=0.02 mol /(Ls ) C、v (B)=0.06mol /(Lmin ) D、v (C)=0.045 mol /(Lmin ) A
4、 在同一反应中，反应速率的大小在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值不能单纯地看数值大小大小。应化为。应化为同一种物质同一种物质的反应速率再进行比较。的反应速率再进行比较。（3）影响化学反应速率的因素）影响化学反应速率的因素改变改变纯固体纯固体或或纯液体纯液体物质的量时物质的量时不影响不影响化学反应速率。化学反应速率。压强对反应速率的影响适用于压强对反应速率的影响适用于有气体参加有气体参加的反应。的反应。若压强变化之后，气体的若压强变化之后，气体的浓度未变浓度未变，其化学反应，其化学反应速率不变速率不变。使用催化剂使用催化剂同等程度同等程度的增大（减慢）、正逆反应速率，的增大（减慢）、正
5、逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。从而改变反应到达平衡所需时间。没特别指明没特别指明一般指正催化剂一般指正催化剂温度对温度对任何反应任何反应的反应速率皆有影响，但对于吸热或放的反应速率皆有影响，但对于吸热或放热反应影响的程度不同。热反应影响的程度不同。浓度浓度压强压强温度温度催化剂催化剂影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素浓度浓度增大增大压强压强增大增大温度温度升高升高催化剂催化剂体积不变体积不变体积体积缩小缩小分子能分子能量增加量增加降低反应所降低反应所需的能量需的能量单位体积内分子单位体积内分子总数增多，活化总数增多，活化分子百分数不变分子百分数不变单位体积内分子单位体积内
6、分子总数不变，活化总数不变，活化分子百分数增大分子百分数增大单位体积内单位体积内活化分子数活化分子数增多增多有效碰撞次数增多有效碰撞次数增多反应速率加大反应速率加大 （1）写出）写出 Na2S2O3 溶液和溶液和 H2SO4 溶液反应的离子方程式：溶液反应的离子方程式：（2 ）下列各组实验中）下列各组实验中溶液变浑浊的先后顺序是溶液变浑浊的先后顺序是：_ A. 0.1mol/L Na2SO3 和和 H2SO4 各各 5ml，加水，加水5ml，反应温度为，反应温度为10OC B. 0.1mol/L Na2SO3 和和 H2SO4 各各 5ml，加水，加水10ml，反应温度为，反应温度为10OCC
7、. 0.1mol/L Na2SO3 和和 H2SO4 各各 5ml，加水，加水10ml，反应温度为，反应温度为30OCD. 0.2mol/L Na2SO3 和和 H2SO4 各各 5ml，加水，加水10ml，反应温度为，反应温度为30OCDCAB巩固练习：巩固练习：S2O32 - + 2H + S + SO2 + H2O二、化学平衡状态二、化学平衡状态化学平衡状态的建立化学平衡状态的建立v正正 v逆逆体系中各组分的百分含量保持不变。即各组分的浓度（颜色）、体系中各组分的百分含量保持不变。即各组分的浓度（颜色）、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数保持不变质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数
8、保持不变(但不能具但不能具体数字化）体数字化）. vt0V正 v逆V正= v逆： 一定条件下的可逆反应，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。2. 平衡的条件、前提、本质、特点平衡的条件、前提、本质、特点逆逆等等动动定定变变可逆反应（或可逆过程）可逆反应（或可逆过程）V正正 =V逆逆（不同的平衡对应不同的速率）（不同的平衡对应不同的速率）平衡时正逆反应均未停止，只是速率相等平衡时正逆反应均未停止，只是速率相等平衡时，各组分平衡时，各组分含量含量保持恒定保持恒定条件改变，平衡移动条件改变，平衡移动化学平衡的建立与途径无关。化学平衡的建立与途径无关。例如：例如：2SO
9、2+O2 2SO3在相同的条件下，正向投入2 mol SO2和1molO2或逆向投入2molSO3,当反应达到平衡时，各物质的平衡含量相等。能够说明能够说明 N2 + 3H2 2NH3反应在密闭容器反应在密闭容器中已达到平衡状态的是中已达到平衡状态的是 ： 容器内容器内N2、H2、NH3三者共存三者共存 容器内容器内N2、H2、NH3三者浓度相等三者浓度相等 容器内容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为的浓度比恰为1:3:2t min内生成内生成1molNH3同时消耗同时消耗0.5molN2t min内，生成内，生成1molN2同时消耗同时消耗3mol H2 某时间内断裂某时间内断裂3molH-
10、H键的同时，断裂键的同时，断裂6molN-H键键容器内质量不随时间的变化而变化容器内质量不随时间的变化而变化容器内压强不随时间的变化而变化容器内压强不随时间的变化而变化容器内密度不再发生变化容器内密度不再发生变化容器内的平均摩尔质量不再发生变化容器内的平均摩尔质量不再发生变化平衡状态的判断平衡状态的判断 （ ） 在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X(g)2Y(g) 2Z(g)。此反应达到化学平衡的标志是 A容器内压强不随时间变化 B容器内各物质的浓度不随时间变化 C容器内X、Y、Z的浓度之比为 1 2 2 D容器内混合气体平均相对分子质量
11、不变思考：若将思考：若将Z的系数换作的系数换作3呢？呢？ABABDB B三三. 平衡移动原理平衡移动原理（勒沙特列原理） 如果改变影响平衡的如果改变影响平衡的一个条件一个条件（浓度、温度、压强等），（浓度、温度、压强等），平衡就向能够使这种平衡就向能够使这种改变减弱的方向移动改变减弱的方向移动。具体分述如下：具体分述如下：改变的条件改变的条件平衡移动的方向平衡移动的方向增大反应物或减小生成物浓度减小反应物或增大生成物浓度 升高体系温度降低体系温度增大体系压强 减小体系压强催化剂对化学平衡移动没有影响，能缩短达到平衡所需的时间。催化剂对化学平衡移动没有影响，能缩短达到平衡所需的时间。 正反应方向
12、正反应方向逆反应方向逆反应方向吸热反应方向吸热反应方向放热反应方向放热反应方向气体体积缩小的方向气体体积缩小的方向气体体积增大的方向气体体积增大的方向三、化学平衡移动原理三、化学平衡移动原理外界条件对化学平衡的影响外界条件对化学平衡的影响vC(s)H2O(g) CO(g)H2(g)在一定条件在一定条件下，达到平衡，增加下，达到平衡，增加(减少减少)C固体，化学平固体，化学平衡不移动。衡不移动。vFeCl3与与KSCN溶液反应：溶液反应：Fe33SCN Fe(SCN)3达到平衡后，加水稀释，平衡向达到平衡后，加水稀释，平衡向左边移动。左边移动。浓度：浓度： 可用化学平衡常数解释可用化学平衡常数解
13、释改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。如Fe3H2O Fe(OH)33H+，增大压强，平衡不移动。有气态物质存在的化学平衡，若反应前后气体体积守恒，改变压强，正、逆同时、同幅度地改变，因而化学平衡也不会发生移动。如 CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，增大压强，平衡不移动。压强：压强： v任意可逆反应的化学平衡状态，任意可逆反应的化学平衡状态，都受温都受温度的影响度的影响而发生移动。而发生移动。v温度升高，不管是温度升高，不管是放热反应还是吸热反放热反应还是吸热反应，反应速率都增大应，反应速率都增大，但放热方向反应速，但放热方向反应速率增大的倍数小，故平衡向吸热方向移动
14、。率增大的倍数小，故平衡向吸热方向移动。温度温度 25时，在含有时，在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中，加入过量金属锡发生的某溶液中，加入过量金属锡发生反应：反应：体系中体系中C(Pb2+)和和C（Sn2+ ）变化关系如右图所示。下列判断正）变化关系如右图所示。下列判断正确的是确的是A. 往平衡体系中加入少量金属铅后，往平衡体系中加入少量金属铅后，c（Pb2+）增大）增大B. 往平衡体系中加入少量固体后，往平衡体系中加入少量固体后，c（Sn2 + ）变小）变小C.升高温度，平衡体系中升高温度，平衡体系中c（Pb2+）增大，说明该反应）增大，说明该反应D. 25时，该反应的平衡常数时，该反应的平
15、衡常数K=2.22( )()Sn sPbaq2()( )SnaqPb s0H，D练练 一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：x A (g) + y B (g) zC (g)达到平衡后，测得达到平衡后，测得A的浓度为的浓度为0.5mol/L,当在恒温下将密闭容器的容积扩大当在恒温下将密闭容器的容积扩大1倍再达平衡时，测得倍再达平衡时，测得A的浓度为的浓度为0.30mol/L ，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是A、 x + y z B 、平衡向右移动、平衡向右移动 C、B的转化率升高的转化率升高 D、A的物质的量减少的物质的量减少A练练 可逆反应可逆反应
16、 3A(g) 3 B(？) + C(？) （正反应为吸热反应）（正反应为吸热反应）随温度升高气体平均相对分子质量有减小趋势则下列判断正确的是随温度升高气体平均相对分子质量有减小趋势则下列判断正确的是A、B和和 C可能都是固体可能都是固体 B、B和和 C一定都是气体一定都是气体C、若、若C为固体，则为固体，则B一定是气体一定是气体 D、 B和和 C可能都是气体可能都是气体C D18 已知：已知：CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) 在一定条件下达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色在一定条件下达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅下列关于该反应的说法正确的是变浅下列关于
17、该反应的说法正确的是_ A. 该反应为放热反应该反应为放热反应 B. 降温后降温后 CO 的浓度增大的浓度增大 C. 降温后降温后 NO2的转化率增加的转化率增加 D. 降温后降温后 NO 的体积分数增大的体积分数增大 E. 增大压强混合气体的颜色不变增大压强混合气体的颜色不变 F. 恒容时，通入恒容时，通入 He 气体，混合气体颜色不变气体，混合气体颜色不变 G. 恒压时，通入恒压时，通入 He 气体，混合气体颜色不变气体，混合气体颜色不变A C D F四、化学平衡的计算四、化学平衡的计算关键：物质之间是按计量数反应和生成关键：物质之间是按计量数反应和生成v化学平衡计算的基本模式化学平衡计算
18、的基本模式平衡平衡“三步曲三步曲”v设平衡时，设平衡时，A的物质的量的变化为的物质的量的变化为mx molv例：例：mA nB pCqDv起始：起始：ab00v转化：转化：mxnxpxqxv平衡：平衡：amxbnxpxqx 注意：注意：转化量与方程式中各物质的系数成比例；转化量与方程式中各物质的系数成比例； 这里这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。可指物质的量、浓度、体积等。 对反应物：平始转对生成物：平始转对反应物：平始转对生成物：平始转四、化学平衡的计算四、化学平衡的计算五、化学平衡常数五、化学平衡常数对于有对于有固体或纯液体固体或纯液体参加的反应，它们的浓度参加的反应，它们的浓度不列入
19、不列入K的表达式的表达式。K值与浓度无关，值与浓度无关，只受温度影响。只受温度影响。不指明温度，不指明温度，K值无意义。值无意义。对于给定的化学反应，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数正、逆反应的平衡常数互为倒数。 注意：注意：应用：应用：判断判断反应进行的程度反应进行的程度： K值越大，反应进行的程度越大，反应值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越高。物转化率越高。 判断判断反应热效应反应热效应： T升高，升高，K值增大，则正反应为吸热反应。值增大，则正反应为吸热反应。T降低，降低，K值减小，则正反应为放热反应。值减小，则正反应为放热反应。判断判断反应进行的方向反应进行的方
20、向：若：若QcK，则反应，则反应逆向逆向进行；若进行；若Qc=K，则反应处于平衡状态；若则反应处于平衡状态；若QcK，则反应，则反应正向正向进行。进行。五、化学平衡常数五、化学平衡常数在在1100，一定容积的密闭容器中发生反应：，一定容积的密闭容器中发生反应：FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) H=a kJ/mol（a 0），该温度下），该温度下K=0.263，下，下列有关该反应的说法正确的是列有关该反应的说法正确的是A. 若生成若生成1 mol Fe，则吸收的热量小于，则吸收的热量小于a kJB. 若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢，则化学平衡若升高温度，正反应速率加
21、快，逆反应速率减慢，则化学平衡 正向移动正向移动C. 若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态状态D. 达到化学平衡状态时，若达到化学平衡状态时，若c(CO)=0.100 mol/L，则，则c(CO2)=0.0263 mol/LD表达式表达式六、化学反应自发进行的方向判断六、化学反应自发进行的方向判断 G=HTS 0， 反应能自发进行反应能自发进行 G=HTS 0，反应处于平衡状态，反应处于平衡状态 G=HTS 0，反应不能自发进行，反应不能自发进行H0、S0，一定能自发进行，一定能自发进行 H0、S0，一定不能自发进
22、行，一定不能自发进行 H0、S0，低温下能自发进行，低温下能自发进行H0、S0，高温下能自发进行，高温下能自发进行 判断方法判断方法在一定温度不同压强（在一定温度不同压强（p1p2)下，可逆反应下，可逆反应2X(g) 2Y(g)+Z(g)中，生成物中，生成物Z在反应混合物中的体在反应混合物中的体积分数（积分数（ ）与反应时间（）与反应时间（t）的关系有以下图示，正确）的关系有以下图示，正确的是（的是（ ）ttp1p2ttp1p2p1p2p2p1ABCDB例题例题在在2L密闭容器中，加入密闭容器中，加入X和和Y各各4mol，一定条件下发生化，一定条件下发生化学反应：学反应： 2X（g）+ 2Y（
23、g） Z（g）+2 W（g） H0， 反应进行到反应进行到5s时测得时测得X的转化率为的转化率为25%，10 s后后达到化学平衡，测得达到化学平衡，测得Z的浓度为的浓度为0.5mol/L，则下列说法正，则下列说法正确的是确的是A5s内平均反应速率为内平均反应速率为(Y)= 0.2 mol/( Ls) B该反应的平衡常数数值为该反应的平衡常数数值为0.5C保持容积体积不变，向容器中通入惰性气体可提高反保持容积体积不变，向容器中通入惰性气体可提高反应物的转化率应物的转化率D升高温度，当测得容器中密度不变时，表示该反应已升高温度，当测得容器中密度不变时，表示该反应已经达到平衡状态经达到平衡状态B例题例题
