第二章化學反應(yīng)速率與化學平衡
一、化學反應(yīng)速率的描述
考點01 化學反應(yīng)速率
單位時間內(nèi)，反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量。
②反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比等于各物質(zhì)的化學反應(yīng)速率之比，等于變化的濃度之比，等于變化的物質(zhì)的量之比。
③固體或純液體（不是溶液），其濃度可視為常數(shù)，因此一般不用固體或純液體表示反應(yīng)速率
①速率的單位也可表示為ml/(L·s)或ml/(L·min)，但是必須要加括號
二、化學反應(yīng)速率的比較
若單位不統(tǒng)一，則要換算成相同的單位；若為不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，則要換算成同一物質(zhì)來表示反應(yīng)速率；再比較數(shù)值的大小。
三、化學反應(yīng)速率的計算
對于一個化學反應(yīng)，其 v 可用任何一種物質(zhì)的c 隨時間的變化來表示。
mA + nB = pC + qD
“三段式”計算一般步驟：
2) 寫出各物質(zhì)的起始量、變化量、某時刻量
轉(zhuǎn)化量之比Δc = 化學計量數(shù)之比
轉(zhuǎn)化率
四、化學反應(yīng)速率的測定
通過測量一定時間內(nèi)釋放出氣體的體積或氣體的壓強變化或顏色的深淺、光的吸收、導(dǎo)電能力等。
測定反應(yīng)中不同時刻任一種化學物質(zhì)的濃度及其相關(guān)的可觀測量。
3. 化學反應(yīng)快慢的描述（以實驗室制備H2為例）
①測定收集一定體積的H2時所用的時間； ②測定一段時間內(nèi)溶液中H＋濃度的變化； ③測定一段時間內(nèi)鋅粒質(zhì)量的變化。 ④測定一定時間內(nèi)收集的H2的體積。
①觀察產(chǎn)生氣泡的快、慢；②觀察試管中剩余鋅粒的質(zhì)量的多、少；③用手觸摸試管，感受試管外壁溫度的高、低
（3）視線與量氣管凹液面最低處相平（b）
（2）調(diào)節(jié)量氣管高度，使量氣管與水準管兩端液面相平
五、影響化學反應(yīng)速率的因素
單位體積內(nèi)分子總數(shù)增多，活化分子百分數(shù)不變
單位體積內(nèi)分子總數(shù)不變，活化分子百分數(shù)增大
單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多
E(能壘1)=E(過渡態(tài))-E(吸附態(tài)) =[a-(-b)]eV=(a+b)eV
ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物) =(-d-0)eV=-d eV
反應(yīng)歷程中能壘最大的基元反應(yīng)是決定反應(yīng)速率快慢的決速步驟
利用反應(yīng)機理圖像分析活化能(能壘)對化學反應(yīng)速率的影響?
【典例01-1】【化學反應(yīng)速率的比較】反應(yīng) 在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為① ；② ；③ ；④ ，該反應(yīng)進行的快慢順序為A．④>③=②>①B．①>②=③>④C．①>②>③>④D．④>③>②>①
【典例01-2】【化學反應(yīng)速率的計算】在1L的密閉容器中進行反應(yīng) ，已知0~10min內(nèi)A的物質(zhì)的量由0.5ml減小到0.2ml，則用C的濃度變化表示的反應(yīng)速率為A．0.01ml/（L·min） B．0.06ml/（L·min）C．0.02ml/（L·min） D．0.04ml/（L·min）
【典例01-3】【化學反應(yīng)速率的影響因素】某溫度下，在體積一定的密閉容器中進行如下反應(yīng)：2X(g)+Y(g)?Z(g)+W(s) △H>0，下列敘述正確的是A．恒溫，將容器的體積壓縮，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，有效碰撞幾率提高B．加入少量W，逆反應(yīng)速率增大C．升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小D．在容器中加入氬氣，反應(yīng)速率不變
【演練01】反應(yīng) ，經(jīng) 2 min 后，B 的濃度減少了 0.6 ml·L-1。對此反應(yīng)速率的正確表示是A．用 A 表示的反應(yīng)速率是 0.4 ml·L-1·min-1B．在 2 min 末時的反應(yīng)速率，用反應(yīng)物 B 來表示是 0.3 ml·L-1·min-1C．分別用 B、C、D 表示反應(yīng)的速率，其比值是 3∶2∶1D．在這 2 min 內(nèi)用 B 和 C 表示的反應(yīng)速率的值都是相同的
【演練02】某溫度下，關(guān)于可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)?pC(g)??ΔH＜0，下列說法正確的是A．其他條件不變，升高溫度，活化能減小，活化分子百分數(shù)增加，速率增大B．其他條件不變，恒容條件下，通入稀有氣體(不參加反應(yīng))，正、逆反應(yīng)速率均增大C．其他條件不變，減小C(g)的濃度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小D．其他條件不變，壓縮體積增大壓強，活化分子百分數(shù)不變，有效碰撞幾率增加
1.定義：在同一條件下，能向正向進行，又能向逆向進行的反應(yīng)。
二、化學平衡狀態(tài)的特征
三、化學平衡狀態(tài)的判定
a.同一物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率
直接標志——“正逆反應(yīng)速率相等”
c.在化學方程式同一邊的不同物質(zhì)，一種物質(zhì)的生成速率與另一種物質(zhì)的消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比
b.在化學方程式兩邊的不同物質(zhì)的生成(或消耗)速率之比等化學計量數(shù)之比
a.各組分的濃度不隨時間的改變而改變
b.各組分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、體積分數(shù)不隨時間的改變而改變
速率必須一個是正反應(yīng)速率，一個是逆反應(yīng)速率，且經(jīng)過換算后同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等
間接標志——“變量不變”
隨反應(yīng)進行一定改變的量有______________________當這些量不再變化時，反應(yīng)達平衡。
體積分數(shù)/物質(zhì)的量分數(shù)——
四、化學平衡常數(shù)及其應(yīng)用
特別提醒：①化學平衡常數(shù)表達式中各物質(zhì)的濃度必須是平衡狀態(tài)下的濃度,不能用任一時刻的濃度值。②化學平衡常數(shù)不表示反應(yīng)的快慢,即化學反應(yīng)速率大,K值不一定大。③使用催化劑能改變化學反應(yīng)速率,但不會改變平衡常數(shù)。
K值越大，該反應(yīng)進行得越完全，平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；反之，K值越小，該反應(yīng)進行得越不完全，平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。一般來說，當K＞105，該反應(yīng)就進行的基本完全了。
平衡常數(shù)是表明化學反應(yīng)限度的一個特征值，通常只受溫度影響。如果正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，K值減?。蝗绻磻?yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，K值增大；
任意時刻，反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度冪之積的比值
是否平衡或平衡移動的方向，可用該時刻濃度商Q與K比較大小來判斷
Q ＝ K ，處于化學平衡狀態(tài)Q ＜ K ，向正反應(yīng)方向進行Q ＞ K ，向逆反應(yīng)方向進行
五、化學平衡的影響因素
勒夏特列原理及其應(yīng)用1.內(nèi)容：對于一個已經(jīng)達到平衡的體系，如果改變影響化學平衡的一個條件 (如濃度、溫度、壓強)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。注意：①“減弱”不等于“消除”更不是“扭轉(zhuǎn)”。②若同時改變影響平衡移動的幾個條件，則不能簡單地根據(jù)勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向。2.適用范圍：僅適用于已達到平衡的反應(yīng)體系，不可逆過程或未達到平衡的可逆過程均不能使用該原理。3.必須有平衡移動，且實際移動方向符合理論移動方向
①催化劑不能使平衡移動，無法用勒夏特列原理解釋。②等體反應(yīng)改變壓強，平衡不移動，無法用勒夏特列原理解釋。③改變平衡體系中固體或純液體的量，平衡不移動，無法用勒夏特列原理解釋。④恒溫恒容條件下充入惰性氣體，平衡不移動，無法用勒夏特列原理解釋。⑤非平衡狀態(tài)，不能用勒夏特列原理解釋。⑥勒夏特列原理可判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡移動的幾個條件，則不能簡單地根據(jù)勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向，只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致時，才能根據(jù)勒夏特列原理進行判斷。
【典例02-1】【化學平衡狀態(tài)的判定】絕熱、恒容的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)：?? 。下列各項中不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的是A．體系的壓強不再改變B．斷裂2 ml H-S的同時，也斷裂1 ml H-HC．體系的溫度不再改變D．
【典例02-2】【化學平衡常數(shù)的相關(guān)計算】向一恒容密閉容器中加入1 ml CH4和一定量的H2O，發(fā)生反應(yīng)： 。CH4的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比[ ]，隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：B．投料比：C．點a、b、c對應(yīng)的平衡常數(shù)：D．反應(yīng)溫度為T1，當容器內(nèi)壓強不變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
【典例02-3】【化學平衡的影響因素】一定條件下，在體積為10L的密閉容器中充入1 ml X和1 ml Y進行反應(yīng)： ，后反應(yīng)達到平衡，生成Z的物質(zhì)的量為0.3 ml。下列說法正確的是 A．若再充入1 ml Y，Y的體積分數(shù)增大B．若平衡時，再投入稀有氣體氦(不參與反應(yīng))，平衡正向移動C．X的平衡轉(zhuǎn)化率為40％D．若升高溫度，X的體積分數(shù)增大，則該反應(yīng)的ΔH>0
【典例02-4】【化學平衡的綜合計算】在2L恒容密閉容器中充入2mlX和1mlY發(fā)生反應(yīng)2X(g)+Y(g) 3Z(g) △Hp2，平衡常數(shù)：B．圖1中p2條件下，A和C兩點反應(yīng)速率：C．恒溫恒壓時，若反應(yīng)從開始到A點達平衡，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率約為66.7%D．圖Ⅱ中當x點平衡體系降溫至某一溫度時，反應(yīng)可重新達平衡狀態(tài)，新平衡點可能是c
【演練01】一定條件下在容積不變的容器中充入CO和NO發(fā)生如下反應(yīng)： ，其他條件不變時，分別探究溫度和催化劑的比表面積對上述反應(yīng)的影響。實驗測得 與時間的關(guān)系如圖所示。已知：

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