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化学反应速率、化学平衡

※基本信息※
- 资料类型：教(学)案
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※资料简介※
化学反应速率、化学平衡
[考点扫描]
　　1．化学反应速率的概念、表示方法及其有关计算。
　　2．浓度、压强、温度和催化剂等外界条件对化学反应速率的影响。
　　3．用碰撞理论理解外界条件影响化学反应速率的原因。
　　4．化学平衡状态，化学平衡状态的特征。
　　5．勒夏特列原理的内涵、浓度、压强、温度等条件对化学平衡移动的影响。
　　6．化学反应速率和化学平衡图像分析。
　　7．合成氨工业的适宜条件及其选择方法。
　　8．化学平衡的相关计算。
　　9．等效平衡问题。
　　10．与生产、生活、科研等实际问题相结合的综合应用。
　　[知识指津]
　　1．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的，通常用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，是一段时间内的平均速率。固体或纯液体(不是溶液)的浓度可视为不变的常数，故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。用不同物质表示同一反应的化学反应速率时，其数值可能不同(因此，必须指明具体物质)。但各种物质表示的速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
　　2．参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，外界条件对化学反应速率也有影响。
　　(1)浓度对化学反应速率的影响只适用于气体反应或溶液中的反应；
　　(2)压强对化学反应速率的影响只适用于气体参加的反应；
　　(3)温度对化学反应速率的影响：实验测得，其他条件不变时，温度每升高10℃，化学反应速率通常增加原来的2－4倍，经验公式：；
　　(4)使用催化剂，使原来难以进行的化学反应，分步进行(本身参与了反应，但反应前后化学性质不变)，从而大幅度改变了化学反应速率。
　　(5)此外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。
　　3．浓度和压强的改变仅仅改变了单位体积内活化分子的数目，温度的改变和催化剂的存在却能改变单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。
　　4．化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
　　化学平衡状态的特征：
　　(1)“逆”：化学平衡研究的对象是可逆反应，可逆反应不能进行到底，即反应过程中反应物、生成物，不能全部转化为生成物(反应物)。
　　(2)“动”：化学平衡是动态平衡，化学反应达平衡时正反应和逆反应仍在继续进行。
　　(3)“等”：指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。对于不同种物质而言，速率不一定相等。
　　(4)“定”：平衡混合物中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度，各组分的百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等不随时间变化而改变。
　　(5)“变”：改变影响化学平衡的条件，平衡发生移动。
　　(6)化学平衡的建立与反应的途径无关。
　　化学平衡状态的标志是化学平衡状态特征的具体体现。

　　5．勒夏特列原理(平衡移动原理)：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。它是浓度、压强和温度等外界条件对平衡移动影响的概括和总结，只适用于已经达到平衡状态的可逆反应，未处于平衡状态的体系不能用此原理分析，但它也适用于其他动态平衡体系，如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等。催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。
　　6．解图像题的要领：
　　(1)首先要看清楚横轴和纵轴意义(特别是纵轴。表示转化率和表示反应物的百分含量情况就完全相反)以及曲线本身属等温线还是等压线。(当有多余曲线及两个以上条件时，要注意“定一议二”)
　　(2)找出曲线上的特殊点，并理解其含义。(如“先拐先平”)
　　(3)根据纵轴随横轴的变化情况，判定曲线正确走势，以淘汰错误的选项。
　　7．在实际生产中，需要综合考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等各方面情况，以确定最佳生产条件。合成氨选择的适宜条件通常是：20MPa－50MPa、500℃左右、铁触媒；及时补充N2和H2，及时将生成氨分离出来。
　　8．化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。化学平衡的计算步骤，通常是先写出有关的化学方程式，列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量，然后再通过相关的转换，分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为：建立解题模式、确立平衡状态方程。
　　说明：
　　(1)反应起始时，反应物和生成物可能同时存在；
　　(2)由于起始浓度是人为控制的，故不同的物质起始浓度不一定是化学计量数比，若反应物起始浓度呈现计量数比，则隐含反应物转化率相等，且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。
　　(3)起始浓度，平衡浓度不一定呈现计量数比，但物质之间是按计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化一定成计量数比，这是计算的关键。
　　9．等效平衡：在两种不同的初始状态下，同一个可逆反应在一定条件(定温、定容或定温、定压)下分别达到平衡时，各组成成分的物质的量(或体积)分数相等的状态。在恒温恒容条件下，建立等效平衡的一般条件是：反应物投料量相当；在恒温恒压条件下，建立等效平衡的条件是：相同反应物的投料比相等。
　　10．平衡移动的思维基点：
　　(1)“先同后变”，进行判断时，可设置相同的平衡状态(参照标准)，再根据题设条件观察变化的趋势；
　　(2)“不为零原则”，对于可逆反应而言，无论使用任何外部条件，都不可能使其平衡体系中的任何物质浓度变化到零。
[范例点击]
　　例1　反应4NH3(气)＋5O2(气) 4NO(气)＋6H2O(气)在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量加了0.45mol，则此反应的平均速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为(　　)
　　A．v(NH3)＝0.0100mol•L-1•s-1 B．v(O3)＝0.0010mol•L-1•s-1 C．v(NO)＝0.0010mol•L-1•s-1 D．v(H2O)＝0.045mol•L-1•s-1
　　解析:　
　本题据题意先求v(H2O)＝＝0.0015mol•L-1•s-1，然后按v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)＝4:5:4:6，把10L容器内半分钟(30s)水蒸气物质的量增加0.45mol换算成各物质每秒浓度的变化，将结果与各选项比较。
　　答案　C
　　例2　100mL6mol/L H2SO4跟过量锌粉反应，一定温度如下，为了减缓反
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