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时间:2019-08-16
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1、化学反应速率和化学平衡 专题[考点扫描] 1、了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2、了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3、了解化学反应的可逆性。 4、了解化学平衡建立的过程。 5、理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。 6、理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。 7、了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。[知识点拨]一、化学反应速率1.概念: 用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度
2、的增加来表示。2.表达式: V=ΔC/Δt 单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1等。3.注意: ⑴以上所指的反应速率是平均反应速率而不是瞬时反应速率,均取正值。 ⑵同一反应在不同时间内,平均反应速率不同。 ⑶中学阶段计算的是平均反应速率,图示的应是瞬时速率。 ⑷同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但表示的意义相同。4.规律: 反应速率的数值之比等于化学方程式中的化学计量数之比。 对于同一反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 同一时间:VA:VB:VC:V
3、D=ΔnA:ΔnB:ΔnC:ΔnD=ΔCA:ΔCB:ΔCC:ΔCD=m:n:p:q二、影响化学反应速率的因素1.内因: 物质本身结构及性质是反应速率的主要决定因素. 分子要起反应,必须相互接触碰撞,但并不是每一次都能发生化学反应,能发生化学反应的只是少数能量较高的“活化”分子,“活化”分子所进行的碰撞叫有效碰撞。活化能是活化分子的平均能量与反应物平均能量之差。 如图所示,图中E表示活化分子的平均能量;Ea、Ea’分别表示正、逆反应的活化能;E1、E2分别表示反应物分子和生成物分子的平均能量。由图可以看出: 正反应的活
4、化能:Ea=E–E1 逆反应的活化能:Ea’=E–E2 若Ea5、,容器体积减小,单位体积内的活化分子数增加,反应速率总是增大.反之减小。 ②恒容条件,增加与反应无关的气体,容器总压增加,但与反应有关的气体物质各自的分压不变,各自浓度不变,故反应速率不变。 ③恒压条件,增加与反应无关的气体,容器体积增加,对于反应有关的气体物质相当于减压,故反应速率减小。 总之,有气体参加的反应,压强的影响,实质上是指容器容积的改变,导致各气体的浓度的改变,从而影响反应速率。 (3)温度: ①其它条件不变,升高温度,反应物分子的平均能量增加,反应物中活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多,从而加大了6、反应速率。 ②升高温度不论对放热反应还是吸热反应,反应速率都是增大的.一般每升高10℃,反应速率增大到原来的2-4倍。 (4)催化剂: ①催化剂是通过降低反应的活化能,使活化分子百分数增大从而增大反应速率的。 ②对于可逆反应,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率。 ③催化剂可以加快化学反应速率,也可以减慢化学反应速率,前者称之为正催化剂,后者称之为负催化剂。通常情况下,正催化剂用得较多,因此,若无特殊说明,均指正催化剂。 (5)其它: 如光、射线、超声波、反应溶剂、反应物的颗粒大小、形成原电池等因素等均可能引起7、化学反应速率的变化。三、自发反应1、基本概念 (1)自发反应:如果在给定的一组条件下,一个反应可以自发正向进行到显著程度,就称为自发反应。或在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应,称之为自发反应。 (2)熵:衡量一个体系混乱度的物理量 用符号S表示。 在一个由大量微粒(分子、原子、离子)所构成的体系中,微粒之间无规则排列的程度越大,体系的熵越大。 (3)熵变:反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变。用△S表示。 如果发生变化后体系的混乱度增大,该过程的△S>0;反之,△S<0。化学反应的△S越大,越有利于反应自发进8、行。2.反应能否自发进行的判断依据: 体系能量降低和混乱度增大都有促进反应自发进行的倾向。因此,要正确判断一个化学反应是否能自发进行,必须综合考虑焓变(△H)和熵变(△S)。 (1)如果反应的△H<0,△S>0,则该反应一定能自发进行; (2)如果反应的△H>0,△S<0,则该反应一
5、,容器体积减小,单位体积内的活化分子数增加,反应速率总是增大.反之减小。 ②恒容条件,增加与反应无关的气体,容器总压增加,但与反应有关的气体物质各自的分压不变,各自浓度不变,故反应速率不变。 ③恒压条件,增加与反应无关的气体,容器体积增加,对于反应有关的气体物质相当于减压,故反应速率减小。 总之,有气体参加的反应,压强的影响,实质上是指容器容积的改变,导致各气体的浓度的改变,从而影响反应速率。 (3)温度: ①其它条件不变,升高温度,反应物分子的平均能量增加,反应物中活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多,从而加大了
6、反应速率。 ②升高温度不论对放热反应还是吸热反应,反应速率都是增大的.一般每升高10℃,反应速率增大到原来的2-4倍。 (4)催化剂: ①催化剂是通过降低反应的活化能,使活化分子百分数增大从而增大反应速率的。 ②对于可逆反应,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率。 ③催化剂可以加快化学反应速率,也可以减慢化学反应速率,前者称之为正催化剂,后者称之为负催化剂。通常情况下,正催化剂用得较多,因此,若无特殊说明,均指正催化剂。 (5)其它: 如光、射线、超声波、反应溶剂、反应物的颗粒大小、形成原电池等因素等均可能引起
7、化学反应速率的变化。三、自发反应1、基本概念 (1)自发反应:如果在给定的一组条件下,一个反应可以自发正向进行到显著程度,就称为自发反应。或在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应,称之为自发反应。 (2)熵:衡量一个体系混乱度的物理量 用符号S表示。 在一个由大量微粒(分子、原子、离子)所构成的体系中,微粒之间无规则排列的程度越大,体系的熵越大。 (3)熵变:反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变。用△S表示。 如果发生变化后体系的混乱度增大,该过程的△S>0;反之,△S<0。化学反应的△S越大,越有利于反应自发进
8、行。2.反应能否自发进行的判断依据: 体系能量降低和混乱度增大都有促进反应自发进行的倾向。因此,要正确判断一个化学反应是否能自发进行,必须综合考虑焓变(△H)和熵变(△S)。 (1)如果反应的△H<0,△S>0,则该反应一定能自发进行; (2)如果反应的△H>0,△S<0,则该反应一
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