第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡【知識(shí)要點(diǎn)】一、化學(xué)反應(yīng)速率1、化學(xué)反應(yīng)速率（1）概念：化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢的物理量。通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率。（2）表示方法：v＝△c／△t固體或純凈液體v＝△n／△t（用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)比。）2、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（1）內(nèi)因（主要因素）是指參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)。（2）外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響有關(guān)解釋：在其他條件不變時(shí)，對(duì)某一反應(yīng)，活化分子在反應(yīng)物中所占的百分?jǐn)?shù)是一定的。單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比。當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時(shí)，單位體積內(nèi)分子數(shù)增多，活化分子數(shù)也相應(yīng)增大，單位體積內(nèi)的有效碰撞次數(shù)也相應(yīng)增多，化學(xué)反應(yīng)速率增大。2）壓強(qiáng)：對(duì)有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢。說明：①若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體、液體或溶液，由于壓強(qiáng)的變化對(duì)它們的濃度幾乎無影響，可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。②與化學(xué)反應(yīng)無關(guān)的氣體對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率是否有影響，要分情況而定。在一定溫度下于密閉容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)：a、充入He并保持容器的容積不變時(shí)，雖容器內(nèi)氣體的總壓增大，但由于氣體的容積不變，反應(yīng)物氣體的物質(zhì)的量濃度不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變，平衡不移動(dòng)。b、充入He并保持容器內(nèi)的總壓不變時(shí)，必然是容器的容積增大。而氣體容積的增大，引起反應(yīng)物濃度的減小，化學(xué)反應(yīng)速率減小，平衡左移。3）溫度：當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高溫度反應(yīng)速率增大；降低溫度反應(yīng)速率減小。經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：一般來說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大2～4有關(guān)解釋：在濃度一定時(shí)，升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，從而增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)，使有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。溫度升高，分子的運(yùn)動(dòng)加快，單位時(shí)間里反應(yīng)物分子間碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)也相應(yīng)地加快，前者是反應(yīng)速率加快的主要原因。4）催化劑：催化劑能參與反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低活化能，也就等于提高了活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而提高了有效碰撞頻率，加快了反應(yīng)速率。5）其他因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響例如，通過光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強(qiáng)磁場(chǎng)、高速研磨等等?？傊?，向反應(yīng)體系輸入能量，都有可能改變化學(xué)反應(yīng)速率。二、化學(xué)平衡移動(dòng)原理（勒夏特列原理）：如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、壓強(qiáng)等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。1、濃度：增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。2、壓強(qiáng)：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，減小壓強(qiáng)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。3、溫度：升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，降低溫度平衡向放熱方向移動(dòng)。無論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)速率都加快；降低溫度反應(yīng)速率則減慢。三、等效平衡：在一定條件（定溫、定容或定溫、定壓）下，只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，任何相同組分的分?jǐn)?shù)（體積、物質(zhì)的量）均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。（1）定溫、定容：①反應(yīng)前后氣體體積改變：轉(zhuǎn)化成平衡式同一邊物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡數(shù)值相同。②反應(yīng)前后氣體體積不變：轉(zhuǎn)化成平衡式同一邊物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡比值相同。（2）定溫、定壓：轉(zhuǎn)化成平衡式同一邊物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡比值相同。四、化學(xué)平衡常數(shù)Cm(A)·Cn(B)Cp(C)·Cm(A)·Cn(B)Cp(C)·Cq(D)K=（注意：①對(duì)于有固體或純液體參加的反應(yīng)，它們的濃度不列入K的表達(dá)式。②K值與濃度無關(guān)，只受溫度影響。不指明溫度，K值無意義。③對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。）應(yīng)用：①判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度：K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高。②判斷反應(yīng)熱效應(yīng)：T升高，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。T降低，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。五、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向的判斷根據(jù)體系存在著力圖使自己的能量趨于“最低”和“有序”的自然規(guī)律，由焓變和熵變判據(jù)組合的復(fù)合判據(jù)適合于所有的過程。即ΔG=ΔH－TΔS<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行ΔG=ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)ΔG=ΔH－TΔS<0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)熱ΔH混亂度ΔSΔG=ΔH－TΔS自發(fā)性>0>0低溫>0，高溫<0較高溫度能自發(fā)>0<0>0任何溫度都不能自發(fā)<0>0<0任何溫度都能自發(fā)<0<0高溫>0，低溫<0較低溫度能自發(fā)【鞏固練習(xí)】1、對(duì)于反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)，下列各數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應(yīng)速率，其中反應(yīng)進(jìn)行得最快的是（）A、v(A)=0.01mol/(L?s)B、v(B)=0.02mol/(L?s)C、v(B)=0.60mol/(L?min)D、v(C)=1.0mol/(L?min)2、在可逆反應(yīng)中，改變下列條件一定能加快反應(yīng)速率的是（） A、增大反應(yīng)物的量 B、升高溫度 C、增大壓強(qiáng) D、使用催化劑3、在2L的密閉容器中發(fā)生下面反應(yīng)：A(g)+2B(g)3C(g)，經(jīng)過3min后A的物質(zhì)由10mol變?yōu)?mol，則下面表示的反應(yīng)速率正確的是（）A、vA=1mol·L－1·min－1B、vB=1mol·L－1·min－1 C、vC=2mol·L－1·min－1 D、vB=2mol·L－1·min－14、在氣體反應(yīng)中，能使反應(yīng)物中活化分子數(shù)和活化分子百分?jǐn)?shù)同時(shí)增加的方法是（）①增大反應(yīng)物濃度②升高溫度③增大壓強(qiáng)④移去生成物⑤加入催化劑A、①③B、②⑤C、②④D、①⑤5、合成氨所需的H2由炭和水蒸氣反應(yīng)制得，其中一步反應(yīng)為CO+H2O（g）CO2+H2△H＜0，欲使CO的轉(zhuǎn)化率提高，同時(shí)提高H2的產(chǎn)率，可以采取的措施是（）A、增大水蒸氣的濃度B、升高溫度C、增大CO濃度D、增大壓強(qiáng)6、在密閉容器中充入N2和H2，合成NH3，到2秒末測(cè)得，v(H2)==0.45mol/(L·s)，則2秒末NH3的濃度為A、0.5mol/LB、0.45mol/LC、0.6mol/LD、0.55mol/L7、在一定條件下，進(jìn)入氨合成塔的混合氣體中含N2的體積分?jǐn)?shù)為22%，含H2的體積分?jǐn)?shù)為78%，經(jīng)過合成反應(yīng)達(dá)到平衡后，在相同的溫度和壓強(qiáng)下，氣體的體積縮小至原體積的95%，N2的轉(zhuǎn)化率與下面接近的數(shù)值是（）A、12.5%B、1.4%C、11.3%D、9%8、一定溫度下，下列敘述不是可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是（）①C的生成速率與C的分解速率相等；②單位時(shí)間內(nèi)amolA生成，同時(shí)生成3amolB；③A、B、C的濃度不再變化；④混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化；⑤混合氣體的物質(zhì)的量不再變化；⑥單位時(shí)間消耗amolA，同時(shí)生成3amolB；⑦A、B、C的分子數(shù)目比為1:3:2。A、②⑤B、①③）C、②⑦D、⑤⑥A、x＜yB、x＞yC、x=yD、x≥y10、在一定條件下，在容積為2L的密閉容器中，將2molL氣體和3molM氣體向混合，發(fā)生如下反應(yīng)：2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g)，4s后該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成2.4molR，并測(cè)得Q的反應(yīng)速率為0.1mol/(L·s)，下列有關(guān)敘述正確的是（）A、x的值為2B、混合氣體的密度變大C、L的轉(zhuǎn)化率為80%D、平衡時(shí)M的濃度為0.6mol/L11、在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng)：xA（g）＋yB（g）zC（g），平衡時(shí)測(cè)得A的濃度為0.50mol/L，保持溫度不變，將容器的體積擴(kuò)大兩倍，測(cè)得A的濃度變?yōu)?.35mol/L，下列有關(guān)判斷正確的是()A、x+y＜zB、平衡正向移動(dòng)C、A的轉(zhuǎn)化率降低D、C的體積分?jǐn)?shù)下降12、按溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率增大2倍來計(jì)算，若某反應(yīng)由50℃升溫到80℃ A、4倍 B、6倍 C、8倍 D、9倍13、用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，下列措施不能使氫氣生成速率加大的是（）A、加熱B、不用稀硫酸，改用98%濃硫酸C、滴加少量CuSO4溶液D、不用鐵片，改用鐵粉14、已知450℃時(shí)，反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的K＝50，由此推測(cè)在450℃2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為（）A、50B、0.02C、100D、無法確定15、同質(zhì)量的鋅與鹽酸反應(yīng)，欲使反應(yīng)速率增大，選用的反應(yīng)條件正確的組合是：①鋅粒②鋅片③鋅粉④5%鹽酸⑤10%鹽酸⑥15%鹽酸⑦加熱⑧用冷水冷卻⑨不斷振蕩⑩迅速混合后靜置（）A、③⑥⑦⑨B、③⑤⑦⑨C、①④⑧⑩D、②⑥⑦⑩16、某化學(xué)反應(yīng)其△H==—122kJ/mol，?S==231J/(mol·K)，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行（）A、在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B、在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行C、僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行D、僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行17、對(duì)于可逆反應(yīng)A（g）+2B(g)2C(g)(正反應(yīng)吸熱)，下列圖象中正確的是ABCD18、在恒溫恒容的密閉容器里發(fā)生可逆反應(yīng)：2A（g）＋B（g）2C（g）。容器內(nèi)開始加入下列各組物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)逆反應(yīng)速率最小的是（）A、2molA和1molBB、1molA和1molBC、1molA和2molBD、1molB和1molC19、已知可逆反應(yīng)A+2BM+N（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，A在反應(yīng)混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，若要通過改變條件使A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?a%，則下列各項(xiàng)可改變的條件中，一定能達(dá)到目的的是（其中a<50）（） A、增大容器體積 B、增大反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng) C、升高反應(yīng)溫度 D、使用適量催化劑20、在密閉容器內(nèi)，使1molN2和3molH2混合發(fā)生下列反應(yīng)：3H2+N22NH3△H＜0（1）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2和H2的濃度比是______。（2）保持體積不變，升高溫度時(shí)，混合氣體的平均式量_____，密度_____。（3）當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，充入Ar氣，并保持體積不變，平衡將_______移動(dòng)。（4）當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，充入Ar氣，并保持壓強(qiáng)不變，平衡將______移動(dòng)。（5）當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，充入N2并保持壓強(qiáng)不變，平衡將________移動(dòng)。（6）當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，將c（N2）、c（H2）、c（NH3）同時(shí)增大1倍，平衡將___移動(dòng)。21、在體積相同的四個(gè)容器，按下列要求充氣體，并加入適當(dāng)催化劑，①1molN2+3molH2②2molN2+3molH2③1molN2+4molH2④1molN2+4molH2+0.5molNH3在700K時(shí)分別建立平衡，四種情況下H2的轉(zhuǎn)化率由大到小的順序是_______。（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為；（2）根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，平均速率v(HI)為；（3）反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時(shí)：①若升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)K（填寫增大、減小或不變）HI濃度的變化正確；（用圖2中a～c的編號(hào)回答）②若加入I2，H2濃