专题九 反应速率和化学平衡
【高考预测】
1.化学反应速率的表示方法以及简单的计算。
2.掌握温度、压强、浓度以及催化剂对化学反应速率的影响,并能进行定性的判断。 3.掌握化学平衡的概念以及特征,根据所给量的变化判断一个反应是否达到平衡。 4.影响化学平衡的条件以及判断当条件改变时平衡的移动情况 5.掌握等效平衡的含义以及判断依据。
6.由图像的变化情况来判断外界条件的改变对化学平衡的影响。 7.化学反应速率和化学平衡的综合应用。 【学优高考网:知识导学】 一、影响化学反应速率的因素 主要因素为内因:
参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因。反应的类型不同,物质的结构不同,都会导致反应速率的不同。
外因的影响:
1.浓度对化学反应速率的影响
⑴结论:当其他条件不变时,增加物质的浓度可以加快化学反应速率。减小物质的浓度可以使化学反应速率减慢。
⑵理论解释:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的,当增大反应物的浓度时,活化分子数增多,因此有效碰撞次数增多,,所以化学反应速率加快。因此,增加反应物浓度可以加快化学反应速率。
⑶注意事项:
①对于纯液体和固体物质,可认为其浓度是一个常数,它们的量的改变不会影响化学反应速率。
②固体反应物颗粒的大小,能够影响物质的接触面积,进而影响化学反应速率。在固体质量相等的情况下,固体的颗粒越小,与物质的接触面积越大,有效碰撞次数越多,化学反应速率越快。
2.压强对化学反应速率的影响
⑴结论:对于有气体参加的化学反应,当其他条件不变时,增大气体的压强,可以加快化学反应速率,减小气体的压强,则减慢化学反应速率。
⑵理论解释:在其他条件不变时,增大压强,则使气体体积减小,气体的浓度增大,单
位体积内的活化分子数增多,从而增加了有效碰撞的次数,使化学反应速率加快。因此增大压强,化学反应速率加快。当减小压强时,气体体积增大,单位体积内的活化分子数减少,有效碰撞次数减少,反应速率减慢。
⑶注意事项:
①在讨论压强对化学反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因,对于气体参加的反应体系来说,有以下几种情况
a.恒温时,增加压强?引起???体积减小?引起???浓度增大?引起???化学反应速率加快 b.恒容时,充入气体反应物?引起???总压强增大?引起???浓度增大?引起???化学反应速率加快
恒容时,充入稀有气体?引起???总压强增大,但各物质的浓度不发生变化,所以化学反应速率不变
c.恒压时,充入稀有气体?引起???体系体积增大?引起???各反应物浓度减小?引起???反应速率减慢
②由于压强改变时,固体、液体或溶液的体积影响很小,因而它们对浓度改变的影响也很小,可以认为改变压强时对它们的反应速率无影响。
3.温度对化学反应速率的影响
⑴结论:当其他条件不变时,升高温度,可以加快化学反应速率,降低温度,化学反应速率减慢。
⑵理论解释:当其他条件不变时,升高温度,可以增加物质分子的能量,使活化分子的百分含量增加,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快;若降低温度,则减少了活化分子的的百分含量,有效碰撞次数减少,化学反应速率减慢。
⑶注意事项:
a.由于升高温度直接改变了活化分子的百分含量,所以温度的改变对于化学反应速率的改变比浓度和压强的改变大,一般温度每升高10℃,化学反应速率加快2~4倍。
b.升高温度,可以增加所有分子的能量,所以温度对于所有的反应的有影响。 4.催化剂对化学反应速率的影响
⑴结论:当其他条件不变时,加入催化剂(一般指正催化剂)可以加快化学反应速率。 ⑵理论解释:当其他条件不变时,加入催化剂,可以改变化学反应的途径,降低化学反
应的活化能,使活化分子的百分含量增加,有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。
⑶注意事项:
a.催化剂:能改变化学反应速率,而本身的组成、质量以及化学性质不发生改变的物质。 b.催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降,甚至遭到破坏,这种现象叫做催化剂中毒,工业上为了防止催化剂中毒,要把原料进行净化处理以除去杂质。
c.由于加入催化剂可以在很大程度上增加活化分子的百分含量,所以加入催化剂可以成千上万倍的加快化学反应速率。
5.其他因素的影响
光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等因素也都能对某些化学反应的反应速率产生一定的影响,另外形成原电池也是加快化学反应速率的一种方法。
6.浓度、压强、温度、催化剂的变化与活化分子的分数、有效碰撞次数及反应速率的关系。
条件变化 反应体系内变化 注意点 活化分子百分数不变,由于单位体积内分子总数增单位体积内分子总数浓度增大 多, 引起 增加,反应速率增大。 单位体积内活化分子总数增多。 单位体积内气体分子压强增大 总数增加,反应速率增大。 无气体物质参加或生成的反应,压强变化不影响反应速率。可逆反应中,增大压强正、逆反应速率都加快,减小压强逆 反应速率都减慢。 温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4分子的平均能量升温度升高 倍。可逆反应中,升高温度正、逆反应速率都增大,高,使反应速率增大。 降低温度正、逆反应速率都减小。 改变了反应历程,反应易于发生,使反应速率增大。 催化剂降低了活化能,使一部分原先的非活化分子变为活化分子,提高了活化分子的百分数。催化剂对反应速率的影响很大, 是工业生产中改变反应速率的主要手段。正逆反应速率都增大,且正逆反应速率以相同的幅度增大。 使用正催化剂 二、化学平衡
1. 影响化学平衡的因素
化学平衡移动的实质是外界因素破坏了原平衡状态时v正= v逆的条件,使正、逆反应速率不再相等,然后在新的条件下使正、逆反应速率重新相等,从而达到新的化学平衡。也就是说,化学平衡的移动是:平衡状态→不平衡状态→新平衡状态。
(1)浓度对化学平衡移动的影响:⑴增加反应物的浓度
①化学反应速率变化情况:在平衡体系中v(正) = v(逆),达到平衡态Ⅰ。当增加反应物浓度时,正反应速率加快,逆反应速率不变,则v(正) > v(逆),平衡向正反应方向移动,当
=时,达到平衡态Ⅱ。 ②图像表示为
由图像可知,平衡态Ⅱ的化学反应速率大于平衡态Ⅰ的化学反应速率。
③结论:增加反应物浓度时,平衡向正向移动,且新平衡时的速率大于原来的平衡速率。 ⑵减小反应物的浓度
①化学反应速率的变化情况:在平衡体系中v(正) = v(逆),达到平衡态Ⅰ。当减小反应物的浓度时,正反应速率减慢,逆反应速率不变,则v(正) < v(逆),平衡向逆反应方向移动,当=时,达到平衡态Ⅱ。
②图像表示为:
由图像可知,平衡态Ⅱ的化学反应速率小于平衡态Ⅰ的化学反应速率。
③结论:减小反应物的浓度,平衡向逆向移动,且新的平衡时的速率小于原来的平衡速率,
⑶增加生成物的浓度
①化学反应速率的变化情况:在平衡体系中v(正) = v(逆),达到平衡态Ⅰ。当增加生成物的浓度时,正反应速率不变,逆反应速率加快,则v(正) < v(逆),平衡向逆反应方向移动,当=时,达到平衡态Ⅱ。
②图像表示为:
由图像可知,平衡态Ⅱ的化学反应速率大于平衡态Ⅰ的化学反应速率。
③增加生成物的浓度,平衡向逆向移动,且新的平衡时的速率大于原来的平衡速率, ⑷减少生成物的浓度
①化学反应速率的变化情况:在平衡体系中v(正) = v(逆),达到平衡态Ⅰ。当减小生成物的浓度时,正反应速率不变,逆反应速率减慢,则v(正) > v(逆),平衡向正反应方向移动,当=时,达到平衡态Ⅱ。
②图像表示为: