化学反应速率和化学平衡教师版

化学反应速率和化学平衡

一、化学反应速率化学平衡常数

（1）化学反应速率1、概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用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。

（2）表示方法：

(3)单位：mol/(L·s)；mol/(L·min)

(4)同一化学反应用不同的物质表示时，该反应的化学反应速率可能不同。化学计量数之比等于对应物质的化学反应速率之比。

2、化学平衡常数（浓度平衡常数）

（1）化学平衡常数的数学表达式

（2）化学平衡常数表示的意义

平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。

3、转化率(针对反应物而言)

二、影响化学反应速率的因素

1．内因：

反应物本身的性质(如：硫在空气中和在氧气中燃烧的速率明显不同)。

2．外因：

(1)浓度：浓度大，分子之间碰撞机会增大，发生化学反应的几率加大，化学反应速率就快；因此，化学反应速率与浓度有密切的关系，浓度越大，化学反应速率越快。增大反应物的浓度，正反应速率加快。

(2)温度：温度越高，反应速率越快(正逆反应速率都加快)。

(3)压强：对于有气体参与的化学反应，反应体系的压强增大，反应速率增大(正逆反应速率都增大)。

说明：

压强的改变是通过改变反应体系的浓度起作用的，如：①缩小或增大反应体系的容积；②保持容积不变时向反应体系中加入反应物或减少反应物等。但：若保持体系容积不变，向反应体系加入惰性气体时化学反应速率不变。

(4)催化剂：改变化学反应速率(对于可逆反应使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率)。

三、化学平衡的概念

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。

可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。

要从以下几个方面理解化学平衡：

1．“等”

处于密闭体系的可逆反应，化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等，即v(正)＝v(逆)≠0。这是可逆反应达到平衡状态的本质。

2．“定”

当一定条件下可逆反应一旦达到平衡(可逆反应进行到最大程度)状态时，在平衡体系的混合物中，各组分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要特征。

3．“动”

指化学反应达化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，且正反应速率等于逆反应速率，所以化学平衡状态是动态平衡状态。

4．“变”

任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)，而与达到平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始而达到平衡，也可以从逆反应方向开始而达到平衡)。当外界条件变化时，原来的化学平衡被打破，在新的条件下建立起新的化学平衡。

四、化学平衡的移动——勒夏特列原理

如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方

掌握其适用范围：不仅适用于化学平衡，还适用于溶解平衡、电离平衡、水解平衡等，只要与平衡有关的事实均可用该原理解释。

五、影响化学平衡的条件

1．浓度

在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度，或减小生成物的浓度，都可以使平衡向着

正反应方向移动；增大生成物的浓度，或减小反应物的浓度，都可以使平衡向着逆反应方向移动。

2．压强

有气体参与的可逆反应，在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。

应特别注意：

⑴压强对化学平衡的影响是通过改变浓度实现的。若压强改变但体系浓度不变，则平衡不移动。如：在容积和温度均不变情况下，向反应体系中加入惰性气体，虽然此时压强改变了，但，反应体系浓度未变，所以，平衡不移动。

⑵在有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有变化，如

在这种情况下，增大或减小压强都不能使化学平衡移动。

⑶改变压强对固态物质或液态物质的体积几乎无影响。因此平衡混合物都是固体或液体时，改变压强不能使化学平衡移动。

3．温度

在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。

说明：

使用催化剂不影响化学平衡的移动。由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的，所以平衡不移动。但应注意。虽然催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达到平衡的时间。

下表是对一种具体反应的分析：

对于反应(正反应为放热反应)，外界条件对化学反应速率、转化率的影响如下：

改变条件

改变条件的瞬间v(正)、v(逆)的变化

及关系

达到新平衡的过程中v(正)、

v(逆)的变化

反应物的转化率

增加反应物A

的浓度

v(正)增大，v(逆)不变v(正)减小，v(逆)增大A下降，B提高

增加生成物C

的浓度

v(正)不变，v(逆)增大v(正)增大，v(逆)减小A、B都下降

增大压强

v(正)、v(逆)均增大，但若

①m+n>p+q，v(正)增大得多

②m+n=p+q，v(正)、v(逆)增大幅度

相同

③m+n

①v(正)减小，v(逆)增大

②v(正)、v(逆)不改变

③v(正)增大，v(逆)减小

①A、B均提高

②A、B均不变

③A、B均下降

升高温度

v(正)、v(逆)均增大但v(逆)增大得

多

v(正)增大，v(逆)减小A、B均减小

催化剂v(正)、v(逆)同等增加v(正)、v(逆)不改变A、B都不变

七、化学平衡的有关计算

有关化学平衡的计算包括：求平衡时各组分含量，平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、混合气体的密度或平均相对分子质量，某物质的化学计量数等。解这类试题时要用到下列方法或规律：

(1)化学平衡计算的基本方法是“始”、“变”、“平”三段分析法。如：

起始 a b 0 0

变化—x

平衡a—x

说明：

a、b表示反应物的物质的量或反应物的浓度或同温同压下气体的体积。

(2)化学平衡计算中用到的基本关系与定律：

①各物质变化浓度之比＝反应式中的化学计量数之比；

②反应物转化率＝其消耗浓度与起始浓度之比；

③平衡时某组分体积分数＝该组分在平衡混合物中的物质的量的分数；

④阿伏加德罗定律及其推论。

(3)同一物质参与两个化学平衡的计算：