第二章 化学反应速率和化学平衡
编者:李桂杰 审核:高碧阳 王兆芳
1、化学反应速率。
(1)表达式:υ=△C/△t (△C—浓度变化量;△t—反应时间)
单位:由浓度单位和时间单位决定。
mol/(L•h) 、mol/(L、min)、mol/(L•s)。
注意:时间的单位是分钟还是秒,给出的是 物质的量还是物质的量浓度。
(2)注意事项:
①同一反应用不同物质浓度的改变量表示速率,数值可能不同,但表示的意义相同。
②各物质表示的速率比等于该反应方程式的系数比。
例:对于反应:mA+nB pC+qD
VA∶VB∶VC∶VD=m∶n∶p∶q
而不是 或 n V(A) =mV(B) 而不是mV(A) =nV(B)
2、影响化学反应速率的因素。
内因:反应物本 身的性质。
外因:重要的外界条件为反应物的浓度、压强、温度、催化剂等
(1)浓度:①此规律只适用于气体间的反应或在溶液中的反应,对于纯液体或固体反应物,一般其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。但固体反应物表面积的大小会影响化学反应速率,一般说固体反应物表面积越大,反应速率越大;表面积越小,反应速率越小。如: 体系中再加固体碳,不影响速率。
②化学反应若是可逆反应,反应物或生成物浓度的改变,其正反应速率或逆反应速率的变化都符合上述规律。如: ,增大c(N2)或c(NH3)正、逆反应速率均增大。
(2)压强:①对于气体来说,增大压强就是增大反应物的浓度,因而可以增大化学反应速率。若参加反应的物质为固体或液体(溶液),由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
② 对于有气体参加的可逆反应,增大压强,正反应速率、逆反应速率都增大;减小压强,正反应速率、逆反应速率都减小。注意区分平衡移动和速率变化两个问题。如: (g) (g),一定条件下平衡,再将体系体积压缩至一半,则v正、v逆均增大,但增大程度不同,平衡移动,并非v正增大,v逆减小。
③改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变。所以,在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因。
(3)温度:①温度每升高100C,化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。
②温度对反应速率影响的规律,对吸热反应、放热反应都适用。
③反应若是可逆反应,升高温度,正反应速率、逆反应速率都增大,但吸热反应速率增加的程度比放热反应速率增加的程度大,故平衡向吸热反应方向移动;降低温度,正反应速率、逆反应速率都减小,但吸热反应速率减小的程度比放热反应速率减小的程度小,故平衡向放热方向移动。
(4)催化剂:使用催化剂,能加快化学反应速率。
注意:①催化剂是指能够改变其它物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。催化剂可参加化学反应,物理性质可改变,化学性质不改变。
②若是可逆反应,催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率,故平衡不移动。
3.化学平衡状态
(1)概念:在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的质量分数保持不变的状态。
(2)化学平衡的特征:①逆 ②动 ③定 ④等 ⑤变
(3)判断可逆反应是否达到化学平衡的方法:
以 mA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g)为例:
①速率关系(a).V(B耗)= V(B生) (b). V(C耗) :V(D生) = p: q (c). V(A耗) :V(C耗) = m : p
注意把握好两个要点:〈1〉体现正、逆;〈2〉体正逆速率相等。
②某种物质的n、c、 m、 百分含量、V