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12014高考必备专题——化学反应速率和化学平衡【考纲解读】一、化学反应速率1．定义：单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化（以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示），用来衡量化学反应进行快慢的物理量。2．表达方式tAcvA)(，式中Δc(A)表示物质A的物质的量浓度的变化，单位为mol/L，Δt表示时间，单位为s（秒）、min（分）、h（时）。v(A)表示物质A的化学反应速率。单位是mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)。3．化学反应速率的规律同一化学反应，用不同物质的量浓度变化变化表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的计量数之比。这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如：对于化学反应：aA(g)+bB(b)=cC(g)+dD(g)，则存在v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=a：b：c：d。注意：⑴化学反应速率均为正值；⑵化学反应速率通常是指某种物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是指某一时刻的瞬时速率；⑶由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯固体和纯液体参加的反应，一般不用纯固体或纯液体来表示化学反应速率⑷对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其速率的值可能不同，但这些不同的数值表示的是同一个化学反应在同一段时间内的反应，所以为相同的速率。所以比较速率时不能只看速率的数值，还要说明是用那种物质表示的速率。（5）化学反应速率大小的比较由于同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。①看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。②换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。③比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较v(A)a与v(B)b，若v(A)a＞v(B)b，则A表示的反应速率比B大。二、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形晌(1)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2率减慢。(2)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，因此有效碰搜次数增多，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。(3)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，它们的里的改变不会形响化学反应速率。②固体反应物颗粒的大小，能够影晌物体的接触面积，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晌(1)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。(2)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→体积减小→浓度增大→化学反应速率加快b.恒容时，充入气体反应物→压强增大→浓度增大→化学反应速率加快恒容时，充入稀有气体→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→体系体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减漫②由于压强改变时，固体、液体或溜液的体积影响很小，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晌。3.温度对化学反应速率的影响(1)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。(2)理论解释:当其他条件不变时，升高湿度，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百分含里，有效碰撞改数减少，化学反应速率减慢。(3)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。3b.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浓度增大单位体积内分子总数增加，反应速率增大。活化分子百分数不变，由于单位体积内分子总数增多，引起单位体积内活化分子总数增多。压强增大单位体积内气体分子总数增加，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。温度升高分子的平均能量升高，使反应速率增大。温度每升高10℃，反应速率通常增大到原来的2～4倍。可逆反应中，升高温度正、逆反应速率都增大，降低温度正、逆反应速率都减小。4使用正催化剂改变了反应历程，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。7.数形结合思想——用化学反应速率图像突破化学平衡概念速率—时间图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了外界条件改变对可逆反应速率的影响，以及由此引发的平衡移动。平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任一平衡体系增大反应物的浓度v正、v逆均增大，且v正′v逆′正向移动减小反应物的浓度v正、v逆均减小，且v逆′v正′逆向移动任一平衡体系增大生成物的浓度v正、v逆均增大，且v逆′v正′逆向移动减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且v正′v逆′正向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v正、v逆均增大，且v逆′v正′逆向移动减小压强或降低温度v正、v逆均减小，且v正′v逆′正向移动任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡正催化剂或增大压强v正、v逆同等倍数增大平衡不移动负催化剂或减小压强v正、v逆同等倍数减小5例1.（2013·四川理综化学·6）在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)2Z(g)△H0,一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是A.反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10－3mol·L－1·min-1B.其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前ν(逆)ν(正)C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44D.其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大答案.C三、化学平衡1．化学平衡的标志（1）定义在一定条件下的可逆反应，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，叫做化学平衡状态，简称化学平衡（2）可逆反应：在相同条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应，化学方程式中向右进行的反应叫正反应，向左进行的反应叫逆反应。可逆反应的特点：整个体系中无论反应物还是生成物在反应结束后都不会消失。(3)化学平衡的标志是:①V正=V逆:②各组分的物质的量、质量、含量保持不变。2.速度与平衡的关系(1)V正V逆，平衡向正反应方向移动。(2)V正=V逆，平衡不移动。(3)V正V逆，平衡向逆反应方向移动。3.化学平衡的特点①“动”:化学平衡属于动态平衡，达到平衡时正反应和逆反应仍在进行。②“等”:V正=V逆0平衡的玉要原因是正反应速率等于逆反应速率。③“定”:平衡时组分的百分含量不变。反应物和生成物在整个体系中都含有，但是它们的百分含量一定，不再改变。(4)“变”:若条件改变，则化学平衡破坏，并在新条件下继续建立新的平衡。当改变条件，使v(正)6≠v(逆)时，平衡不再存在，反应继续向平衡方向进行。依理可逆反应总是向建立平衡的方向进行的。4.化学平衡状态的判断可逆反应达到平衡时，V正=V逆，即单位时音内任一物质生成多少，就消耗多少.表现在外部的特点是:各物质的物质的量不变，总物质的量也不变，每一种物质的物质的量的百分含量也不变，混合气体的平均相对分子质量也不变，每种物质的浓度也不变，如温度、体积固定，反应容器内的总压，也不随时间的变化而变化。(但对反应前后气体物质分子数相等的可逆反应，就不能用总压、平均分子质量是否随时间变化来判断是否达到了平衡。)（1）直接（特征）标志：①V正=V逆：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，但对不同物质而言，速率不一定相等。现以N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）为例，在单位时间、单位体积内：a.若有1mol:消耗(代表V正)，同时有1molN:生成(代表V逆）。同种物质只需考虑量是否相同，所以有1mo1N2消耗必然同时有1mo1N2生成，即V正(N2)=V逆(N2).b.若有1molN2消耗(代表V正)，同时有3molH:生成(代表V逆）.不同种物质要考虑化学计量数，由化学方程式知N2和H2化学计量数之比为1:3:所以有1molN2消耗必然同时有3molH2生成，即V正(H2)=3V逆(N2)，由此可见两者数值不相等.c.同理可得以下关系:若有lmo1N2消耗(代表V正)，同时有2molNH3消耗(代表V逆），若有nmolN2消耗(代表V正)，同时有2nmolNH3消耗(代表V逆）……d.同时还可以推出:若有lmo1N=N健断裂，则有6molN-H键断裂.②各物质的百分含量保持不变。(2)间接(等价)标志:①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。(注:m+n≠p)对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应(如)来说，可利用混合气体的M压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应:()，不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。②各物质的浓度不随时间的改变而改变。③各物质的物质的量不随时间的改变而改变·7④各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。小结：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）pC（g）+qD（g）混合物体系中各成分的浓度（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的质量分数一定平衡（3）各气体的体积或体积分数一定平衡（4）总体积、总压