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纪中化学人

广东省中山纪念中学 | 化学让世界辉煌

 
 
 

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资料:选修4《第二章 化学反应速率和化学平衡》复习  

2011-06-04 21:14:21|  分类: 化学教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、化学反应速率

1. 化学反应速率(v)

⑴ 定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化

⑵ 表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示

⑶ 计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L·s)

⑷ 影响因素:

① 决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)

② 条件因素(外因):反应所处的条件

2.

clip_image002

※注意:

(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。

(2)、惰性气体对于速率的影响

①恒温恒容时:充入惰性气体→总压增大,但是各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变

②恒温恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢

二、化学平衡

(一)1、定义:

化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。

2、化学平衡的特征:

逆:(研究前提是可逆反应)

等:(同一物质的正逆反应速率相等)

动:(动态平衡)

定:(各物质的浓度与质量分数恒定)

变:(条件改变,平衡发生变化)

3、判断平衡的依据

判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据

例举反应

mA(g)+nB(g)  clip_image002[12]  pC(g)+qD(g)

混合物体系中

各成分的含量

①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定

平衡

②各物质的质量或各物质质量分数一定

平衡

③各气体的体积或体积分数一定

平衡

④总体积、总压力、总物质的量一定

不一定平衡

正、逆反应

速率的关系

①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即V()=V()

平衡

②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC,则V()=V()

平衡

V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:qV()不一定等于V()

不一定平衡

④在单位时间内生成n molB,同时消耗了q molD,因均指V()

不一定平衡

压强

m+np+q时,总压力一定(其他条件一定)

平衡

m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)

不一定平衡

混合气体平均相对分子质量Mr

Mr一定时,只有当m+np+q

平衡

Mr一定时,但m+n=p+q

不一定平衡

温度

任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)

平衡

体系的密度

密度一定

不一定平衡

其他

如体系颜色不再变化等

平衡

(二)影响化学平衡移动的因素

1、浓度对化学平衡移动的影响

(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移 动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动。

(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动

(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小, V正减小,V逆也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和_大_的方向移动。

2、温度对化学平衡移动的影响

影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。

3、压强对化学平衡移动的影响

影响规律:其他条件不变时,增大压强,会使平衡向着体积缩小方向移动;减小压强,会使平衡向着体积增大方向移动。

注意:(1)改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动

(2)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似

4、催化剂对化学平衡的影响:由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的,所以平衡不移动。但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的时间。

5、勒夏特列原理(平衡移动原理):如果改变影响平衡的条件之一(如温度,压强,浓度),平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。

三、化学平衡常数

(一)定义:在一定温度下,当一个反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值。 符号:K

(二)使用化学平衡常数K应注意的问题:

1、表达式中各物质的浓度是变化的浓度,不是起始浓度也不是物质的量。

2、K只与温度(T)有关,与反应物或生成物的浓度无关。

3、反应物或生产物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度是固定不变的,可以看做是“1”而不代入公式。

4、稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度不必写在平衡关系式中。

(三)化学平衡常数K的应用:

1、化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越高。反之,则相反。 一般地,K>105时,该反应就进行得基本完全了。

2、可以利用K值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。(Q:浓度积)

Q〈 K:反应向正反应方向进行; Q = K:反应处于平衡状态 ; Q 〉K:反应向逆反应方向进行

3、利用K值可判断反应的热效应

若温度升高,K值增大,则正反应为吸热反应

若温度升高,K值减小,则正反应为放热反应

四、等效平衡

1、概念:在一定条件下(定温、定容或定温、定压),只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。

2、分类

(1)定温,定容条件下的等效平衡

第一类:对于反应前后气体分子数改变的可逆反应:必须要保证化学计量数之比与原来相同;同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同。

第二类:对于反应前后气体分子数不变的可逆反应:只要反应物的物质的量的比例与原来相同即可视为二者等效。

(2)定温,定压的等效平衡: 只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡。

五、化学反应进行的方向

1、反应熵变与反应方向:

(1)熵:物质的一个状态函数,用来描述体系的混乱度,符号为S. 单位:J?mol-1?K-1

(2)体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,这叫做熵增加原理,也是反应方向判断的依据。.

(3)同一物质,在气态时熵值最大,液态时次之,固态时最小。即S(g)〉S(l)〉S(s)

2、反应方向判断依据

在温度、压强一定的条件下,化学反应的判读依据为:

ΔH-TΔS〈 0 反应能自发进行

ΔH-TΔS = 0 反应达到平衡状态

ΔH-TΔS 〉0 反应不能自发进行

注意:

(1)ΔH为负,ΔS为正时,任何温度反应都能自发进行

(2)ΔH为正,ΔS为负时,任何温度反应都不能自发进行

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