第二章-化學反應(yīng)速率與化學平衡(知識清單)高二化學(人教版2019選擇性必修1)

第二章化學反應(yīng)速率與化學平衡知識清單考點1化學反應(yīng)速率及影響因素1.定義：通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示2.表示方法：或v＝eq\f(Δn,V·Δt)。v：化學反應(yīng)速率，常用單位：mol/(L?s)或（mol?L-1?s-1）、mol/(L?min)或（mol?L-1?min-1）3.注意事項：①一般來說，隨著反應(yīng)的逐漸進行，反應(yīng)物濃度會逐漸減小，化學反應(yīng)速率也會逐漸減慢。因此，化學反應(yīng)速率通常是指某一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是瞬時反應(yīng)速率?；瘜W反應(yīng)速率沒有負值，均取正值②固體或純液體（不是溶液），其濃度可視為常數(shù)，因此對于有純液體或固體參加的反應(yīng)一般不用其表示反應(yīng)速率。③在同一化學反應(yīng)中，選用不同物質(zhì)表示化學反應(yīng)速率，其數(shù)值可能相同也可能不相同，但表示的意義相同。因此，表示化學反應(yīng)速率時，必須指明用哪種物質(zhì)作標準，在速率v的后面將該物質(zhì)的化學式用括號括起來。④用不同反應(yīng)物表示化學反應(yīng)速率時，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。例如：aA+bB=cC+dDa:b:c:d=vA:vB:vC:vD=ΔcA:ΔcB:ΔcC:ΔcD=ΔnA:ΔnB:ΔnC:ΔnD4.比較大?。孩俦容^大小時，要先轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)的化學反應(yīng)速率，再進行比較，同時要注意時間單位的轉(zhuǎn)化②比較大小時，可以比較速率與計量數(shù)的比值。5．化學反應(yīng)速率的計算方法(1)利用基本公式：v＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(Δn,V·Δt)。(2)利用速率之比＝化學計量數(shù)之比＝各物質(zhì)濃度的變化量(Δc)之比＝各物質(zhì)物質(zhì)的量的變化量(Δn)之比。(3)“三段式”法計算模板例如：反應(yīng)mA＋nBpC起始濃度/(mol·L－1)abc轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)t時刻濃度/(mol·L－1)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)計算中注意以下量的關(guān)系：①對反應(yīng)物：c(起始)－c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時刻)；②對生成物：c(起始)＋c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時刻)。6.影響化學反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)的性質(zhì)(2)外因：濃度、溫度、壓強、催化劑等考點2活化能1.有效碰撞理論：(1)基元反應(yīng)：大多數(shù)化學反應(yīng)并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)，這其中的每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)?；磻?yīng)反應(yīng)了反應(yīng)歷程，反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機理。(2)基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件：反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞(3)有效碰撞：①定義：能夠發(fā)生化學反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞。②條件：第一，分子必須具有一定的能量，即活化分子（能夠發(fā)生有效碰撞的分子）第二，有合適的取向(4)活化能：活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差，叫做反應(yīng)的活化能如圖圖中：E1為正反應(yīng)的活化能，使用催化劑時的活化能為E3，反應(yīng)熱為E1-E2。(注：E2為逆反應(yīng)的活化能)(5)有效碰撞理論與化學反應(yīng)的關(guān)系：普通分子活化分子有效碰撞→新物質(zhì)+能量2．利用碰撞理論解釋外界條件對化學反應(yīng)速率的影響活化能大小主要是由反應(yīng)物自身的性質(zhì)決定的(改變外界條件也可以改變反應(yīng)的活化能，如加入催化劑)，即反應(yīng)物自身的性質(zhì)影響著化學反應(yīng)所需的活化能，從而影響化學反應(yīng)速率的大小。例如：活化能小→普通分子容易變成活化分子→活化分子百分數(shù)大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)多→單位時間、單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)多→化學反應(yīng)速率大(內(nèi)因?qū)瘜W反應(yīng)速率的影響)。A.濃度：①影響規(guī)律：其他條件相同時，增大反應(yīng)物濃度，化學反應(yīng)速率增大；減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率減?、诶碚摻忉專簡挝惑w積內(nèi)活化分子的數(shù)目與反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比，即與反應(yīng)物的濃度成正比。當其他條件相同時，反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增多，單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增多，化學反應(yīng)速率增大注：①改變固體或純液體的量，對化學反應(yīng)速率無影響②增加固體接觸面積（將固體研碎）或加快液體擴散速率（對反應(yīng)物進行攪拌），均可以提高化學反應(yīng)速率B.壓強：(1)影響規(guī)律：對于有氣體參加的反應(yīng)，其他條件相同時，壓強越大，化學反應(yīng)速率越快A.恒溫恒容時，①充入反應(yīng)物氣體→濃度增大→速率增大②充入“惰性氣體”→總的壓強增大，各氣體分壓不變，即濃度不變→速率不變B.恒溫恒壓時，充入惰性氣體→體積增大→濃度減小→速率減慢注：壓強的改變實際上是體積的改變引起濃度的改變，從而對化學反應(yīng)速率產(chǎn)生影響，如果壓強的改變不能引起濃度變化，則不會對速率產(chǎn)生影響(2)理論解釋：增大壓強，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增多，單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增多，化學反應(yīng)速率增大C.溫度：(1)影響規(guī)律：在其他條件不變時，升高溫度，化學反應(yīng)速率越快；溫度每升高10℃,化學反應(yīng)速率增大到原來的2-4倍。(2)理論解釋：在其他條件不變時，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，從而增大了反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù)，使得單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多，因而使反應(yīng)速率加快。D.催化劑：加入合適的催化劑→使發(fā)生反應(yīng)所需的活化能降低(如圖所示，圖中實線和虛線分別表示無催化劑和有催化劑的反應(yīng)過程，反應(yīng)物和生成物的能量與活化能的關(guān)系)→反應(yīng)體系中活化分子百分數(shù)提高→有效碰撞次數(shù)增加→反應(yīng)速率增大。(1)影響規(guī)律：一般是加快反應(yīng)速率。使用時要注意溫度及防止催化劑中毒(2)理論解釋：在其他條件不變時，使用催化劑，改變了反應(yīng)的歷程，使發(fā)生的每一次反應(yīng)所需的活化能降低，這就使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，增大了單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子的數(shù)目，化學反應(yīng)速率加快特點：催化劑在化學變化中能改變化學反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，也不能使本來不發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生小結(jié)：活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系濃度、壓強、溫度、催化劑的改變影響單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)，溫度和催化劑的改變也同時影響活化分子的百分數(shù)考點3化學平衡狀態(tài)1．概念在一定條件下的可逆反應(yīng)體系中，當正、逆反應(yīng)的速率相等時，反應(yīng)物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成不隨時間而改變，這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達到了“限度”，這時的狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。2．特征化學平衡的特征可以概括為逆、等、動、定、變。(1)逆：研究的對象是可逆反應(yīng)。(2)等：化學平衡的條件是v正和v逆相等。(3)動：化學平衡是一種動態(tài)平衡，此時反應(yīng)并未停止。(4)定：當可逆反應(yīng)達到平衡時，各組分的質(zhì)量(或濃度)為一定值。(5)變：若外界條件改變，平衡可能發(fā)生改變，并在新條件下建立新的平衡。注：化學平衡狀態(tài)是在一定條件下可逆反應(yīng)所能達到的最大程度，即該反應(yīng)進行的限度?；瘜W反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率3.判斷達化學平衡的標志(1)用速率判斷：方法：先找出正、逆反應(yīng)速率，再看物質(zhì)：若同一物質(zhì)，則正逆速率相等若不同物質(zhì)，則速率之比=系數(shù)之比(2)用含量判斷：①平衡時，各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、濃度、體積、物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率都不變②若反應(yīng)中有顏色變化，顏色不變時可認為達平衡③絕熱的恒容反應(yīng)體系中溫度或壓強保持不變，說明已達平衡④有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)不同狀態(tài)物質(zhì)參與的反應(yīng)，混合氣體總質(zhì)量不變，或混合氣體密度不變，都可以判斷達平衡⑤對于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)前面的總系數(shù)發(fā)生改變的反應(yīng)，混合氣體的總物質(zhì)的量不變，或混合氣體的摩爾質(zhì)量不變，或混合氣體的壓強不變都可以用來判斷達平衡4．化學平衡的計算模式及解題思路(1)計算模式aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)c(初)/(mol·L－1)n1n200Δc/(mol·L－1)xeq\f(b,a)xeq\f(c,a)xeq\f(d,a)xc(平)/(mol·L－1)n1－xn2－eq\f(b,a)xeq\f(c,a)xeq\f(d,a)x(2)解題思路①巧設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x。②確定三個量：根據(jù)反應(yīng)物、生成物及變化量的三者關(guān)系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量并按(1)中“模式”計算。③解題設(shè)問題：明確了“始”“變”“平”三個量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應(yīng)關(guān)系求平衡時某成分的濃度、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率等，得出題目答案。(3)計算公式①v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q(未達到平衡時，用于確定化學方程式中未知的化學計量數(shù))。②K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)＝eq\f(px/Vp·qx/Vq,[a－mx/V]m·[b－nx/V]n)若用任意狀態(tài)的生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值稱為濃度商，用Q表示。則其與K比較，當Q>K，v正<v逆；Q<K，v正>v逆。③c(A)平＝eq\f(nA平,V)＝eq\f(a－mx,V)。④α(A)＝eq\f(nA消耗,nA起始)×100%＝eq\f(mx,a)×100%。⑤φ(A)＝eq\f(nA平,n總)×100%。⑥平衡時與起始時的壓強比eq\f(p平,p始)＝eq\f(n平,n始)＝eq\f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)(同T、V時)，混合氣體的密度比eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(\x\to(M)1,\x\to(M)2)(同T、p時)，eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(V2,V1)(同質(zhì)量的氣體時)等。⑦混合氣體的密度eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(m,V)＝eq\f(a·MA＋b·MB,V)(g·L－1)(T、V不變時，eq\x\to(ρ)不變)。⑧混合氣體的平均摩爾質(zhì)量eq\x\to(M)＝eq\f(m,n)＝eq\f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx)(g·mol－1)?？键c4化學平衡常數(shù)1．濃度商對于一般的可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意時刻的eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)稱為濃度商，常用Q表示。2．平衡常數(shù)(1)定義：在一定溫度下，當一個可逆反應(yīng)達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)），用符號K表示(2)表達式：對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，則(3)說明：①表達式的濃度必須是平衡時的濃度，系數(shù)決定冪次②有固體或純液體（H2O）參與的反應(yīng)，其濃度視為“常數(shù)”不計入表達式中③化學平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)，由于化學方程式的書寫不同，平衡常數(shù)的表達式不同，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，K＝a則有：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，K′＝eq\f(1,a)；eq\f(1,2)N2＋eq\f(3,2)H2NH3，K″＝eq\r(a)。④對于同一可逆反應(yīng)，正反應(yīng)的平衡常數(shù)等于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的倒數(shù)，即⑤方程式擴大一定的倍數(shù)，K就擴大相應(yīng)的冪次；方程式縮小一定的倍數(shù)，K就相應(yīng)的開幾次冪；方程式做加法，K相應(yīng)的做乘法；方程式做減法，K相應(yīng)的做除法。注意事項：a.在平衡常數(shù)表達式中，反應(yīng)物A、B和生成物C、D的狀態(tài)全是氣態(tài)，c(A)、c(B)、c(C)、c(D)均為平衡時的濃度。b.當反應(yīng)混合物中有固體或純液體時，他們的濃度看做是一個常數(shù)，不寫入平衡常數(shù)的表達式中。c.平衡常數(shù)K的表達式與化學方程式的書寫方式有關(guān)。(4)平衡常數(shù)K值的特征：K值的大小與

濃度、壓強和是否使用催化劑無關(guān)。即對于一個給定的反應(yīng)，在一定溫度下，不論起始濃度(或壓強)和平衡濃度(或壓強)如何，也不論是否使用催化劑，達平衡時，平衡常數(shù)均相同。影響因素：K只與溫度有關(guān)(5)平衡表達式K值的意義K值表示可逆反應(yīng)進行的程度K值越大，正反應(yīng)進行的程度越大(平衡時生成物的濃度大，反應(yīng)物的濃度小)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高;K值越小，正反應(yīng)進行的程度越小，逆反應(yīng)進行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越低。(6)應(yīng)用：①判斷反應(yīng)進行的程度K增大→產(chǎn)物所占的比例增大→正反應(yīng)進行程度增大→反應(yīng)進行越完全→反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大一般來說，當K>105時，反應(yīng)基本完全（不可逆反應(yīng)）；當K<10-5時，反應(yīng)很難進行②判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)當溫度升高→K增大→正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；當溫度升高→K減小→正反應(yīng)為放熱反應(yīng)③判斷反應(yīng)進行的方向當Q=K時，反應(yīng)達平衡，正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率，不移動當Q<K時，正反應(yīng)速率>逆反應(yīng)速率，正向移動當Q>K時，正反應(yīng)速率<逆反應(yīng)速率，逆向移動：濃度商，其中的濃度是任意時刻的濃度值考點5影響化學平衡的因素1．含義：在一定條件下，當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后，如果改變反應(yīng)條件，平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系的物質(zhì)組成也會隨著改變，直至達到新的平衡狀態(tài)的過程。2．實質(zhì)：改變條件后(1)v正≠v逆。(2)各組分的百分含量發(fā)生改變。3．圖示4.化學平衡移動方向的判斷：若Q<K時，v(正)>v(逆),平衡向正反應(yīng)向移動；若Q>K時，v(正)<v(逆),平衡向逆反應(yīng)向移動；若Q=K時，v(正)=v(逆),平衡不移動。5.化學平衡移動的影響因素：(1)內(nèi)因：物質(zhì)本身的性質(zhì)(2)外因：A.濃度：在其他條件不變的情況下，增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，都可以使平衡向正反應(yīng)方向移動說明：①增加固體或純液體的量，平衡不移動②改變的濃度必須是真正參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度，否則平衡不移動③在溶液中進行的反應(yīng)，稀釋溶液，平衡向方程式中化學計量數(shù)之和增大的方向移動意義：工業(yè)生產(chǎn)中，適當增加廉價反應(yīng)物的濃度，可提高較高價格原料的轉(zhuǎn)化率，降低成本，其本身的轉(zhuǎn)化率降低B.壓強：在其他條件不變的情況下，增大壓強，平衡向氣體體積減小的反應(yīng)方向移動；減小壓強，平衡向氣體體積增大的反應(yīng)方向移動說明：①只適用于有氣體參與的反應(yīng)②壓強對平衡的影響實際上就是濃度對平衡的影響，只有當這些“改變”能改變反應(yīng)物或生成物的濃度時，平衡才能移動I、恒溫恒容條件下，充入無關(guān)氣體，平衡不移動原平衡體系體系總壓強增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動。II、恒溫恒壓條件下，充入無關(guān)氣體，平衡發(fā)生移動原平衡體系容器容積增大，各反應(yīng)氣體的分壓減小―→體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小③對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，改變壓強，平衡不移動④溶液稀釋或濃縮與氣體減壓或增壓的化學平衡移動規(guī)律相似⑤同等程度改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時，可視為壓強的改變C.溫度：在其他條件不變的情況下，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)的方向移動D.催化劑：催化劑同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率，所以平衡不受到催化劑的影響，不移動。使用催化劑能改變反應(yīng)達到平衡所需的時間總結(jié)：勒夏特列原理（化學平衡移動原理）：如果改變影響平衡的條件之一（如溫度、壓強及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。（1）說明：“減弱這種改變”的正確理解從定量角度看，平衡移動的結(jié)果只是減弱了外界條件的變化，而不能抵消更不能超越外界條件的改變。即外界因素對物質(zhì)的影響大于平衡移動對物質(zhì)的影響.也就是說：外界因素對平衡體系的影響占主要方面。（2）適用范圍:①已達平衡的體系、所有的平衡狀態(tài)(如

溶解平衡、化學平衡、電離平衡、水解平衡等)②用來判斷移動的方向，不能判斷達新平衡的時間（3）適用條件：只限于改變影響平衡的一個條件補充：化學反應(yīng)速率和平衡中常見的反應(yīng)方程式：1、2SO2+O22SO3N2+3H22NH3都是放熱反應(yīng)（即ΔH<0）2NO2N2O42、Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2OS2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O3、FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KClFe3++3SCN-Fe(SCN)3淺黃色紅色4、Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+橙色黃色5、[CuCl4]2-+4H2O[Cu(H2O)4]2++4Cl-ΔH<0黃色藍色考點6反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率的計算公式1.某一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率=；2.反應(yīng)物用量對平衡轉(zhuǎn)化率的影響(1)若反應(yīng)物只有一種，如aA(g)bB(g)+cC(g)，則增加A的量，平衡向正反應(yīng)方向移動，但A的平衡轉(zhuǎn)化率究竟如何變化，要具體分析反應(yīng)前后氣體體積的相對大小。如：①若a=b+c，則A的轉(zhuǎn)化率不變;②若a>b+c，則A的轉(zhuǎn)化率增大;③若a<

b+c，則A的轉(zhuǎn)化率增大。(2)若反應(yīng)物不只一種，如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。則：若只增加反應(yīng)物A的量，平衡向正反應(yīng)方向移動，則反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率增大，但由于外界因素占主要方面，故A的轉(zhuǎn)化率減小?？键c7化學反應(yīng)自發(fā)進行方向的判據(jù)1、自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)的比較自發(fā)過程自發(fā)反應(yīng)含義在一定條件下，不需借助外力就能自發(fā)進行的過程在給定的條件下，可以自發(fā)進行到顯著程度的化學反應(yīng)特征具有方向性，即過程的某個方向在一定條件下自發(fā)進行，而該過程逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)進行舉例高山流水，自由落體，冰雪融化鋼鐵生銹應(yīng)用(1)可被用來完成有用功。如H2燃燒可設(shè)計成原電池(2)非自發(fā)過程要想發(fā)生，必須對它做功。如通電將水分解為H2和O22.焓判據(jù)大多數(shù)放熱反應(yīng)是可以自發(fā)進行的，但也有很多吸熱反應(yīng)能自發(fā)進行，因此，反應(yīng)焓變是與反應(yīng)進行的方向有關(guān)的因素之一，但不是決定化學反應(yīng)能否自發(fā)進行的唯一因素。2.熵判據(jù)1．熵的含義自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，體系的混亂度增大。體系的混亂度常用熵來描述，熵的概念是表示體系的混亂或無序程度的物理量，其符號為S。熵值越大，體系的混亂