选修42复习

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1、本章知识结构层次图:化学反应化学反应速率化学反应进行的限度化学反应进行的方向表示方法计算公式影响因素（化学平衡）概念特征标志影响因素化学平衡常数焓判据熵判据复合判据（自由能变化 G)一、化学反应的速率一、化学反应的速率1 1、概念、概念：化学反应速率是用表示化学反应速率是用表示的物理量。通常用的物理量。通常用内内来表示。来表示。2 2、数学表达式：、数学表达式：=反应物（或生成物）浓度的变化反应时间反应物（或生成物）浓度的变化反应时间注意：注意：(1)化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度,它与它与有关。有关。(2)在同一反应中用不同物质来表示时，

2、其数值可以不同，但在同一反应中用不同物质来表示时，其数值可以不同，但。因此，表示化学反应速率时，。因此，表示化学反应速率时，。不同物质的。不同物质的化学方程式中相应的化学方程式中相应的(3)一般来说一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢.因此，因此，某一段时间内的反应速率，某一段时间内的反应速率，而不是指瞬时速率。，而不是指瞬时速率。(4)化学反应速率一般化学反应速率一般表示。表示。不同化学反应不同化学反应反应物性质反应物性质决定于决定于同一化学反应同一化学反应反应条件反应条件决定于决定于压压 强强浓浓 度度温温 度度催化剂催化剂其他因素其他因素（1）、

3、浓度对化学反应速率的影响：）、浓度对化学反应速率的影响：结论：结论：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。注意：注意：此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。原因：原因：在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是一定的，在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是一定的，所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数增多，活化分子数也所以当反应物的浓度增大

4、时，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应的增多，反应速率也必然增大。相应的增多，反应速率也必然增大。用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响碰撞理论碰撞理论什么是有效碰撞？什么是有效碰撞？什么是活化分子？什么是活化分子？什么是活化能？什么是活化能？什么是活化分子百分数？什么是活化分子百分数？活化分子百分数：活化分子百分数：（活化分子数（活化分子数/反应物总分子数）反应物总分子数）100%浓度增大浓度增大单位体积内活化分子的数目增大单位体积内活化分子的数目增大（活化（活化分子百分比不变，分子总数增大）分子百分比不变，分子总数增大）单位时间内分子

5、发生有效碰撞次数增多单位时间内分子发生有效碰撞次数增多化学反应速率增大化学反应速率增大（2）、压强对反应速率的影响：）、压强对反应速率的影响：结论：结论：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反增大压强，反应速率加快；减小压强，反应应速率减慢。速率减慢。原因：原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，气体体积减小。对气体来说，若其他条件不变，增大压强，气体体积减小。即增加反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多，因而可以增即增加反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多，因而可以增大化学反应的速率。大化学反应的速率。讨论讨论1

6、：取一个：取一个容积固定容积固定的密闭容器，充入的密闭容器，充入Ar后，对速率如何影响？后，对速率如何影响？N N2 2 H H2 2ArAr总气压增大总气压增大N2、H2浓度不变浓度不变这种做法绝不是教材中所说这种做法绝不是教材中所说“增压增压”范范畴畴,（教材中的增压必须缩容）（教材中的增压必须缩容）速率不变速率不变讨论讨论2：向容积可变的容器中充入惰性气体，分析速率变化情况：向容积可变的容器中充入惰性气体，分析速率变化情况N N2 2 H H2 2ArAr压强对反应速率的影响本质上是浓度的压强对反应速率的影响本质上是浓度的影响。当用不同的方法改变体系的压强影响。当用不同的方法改变体系的压

7、强时，应从本质出发，具体分析。时，应从本质出发，具体分析。压强的改变对固体或液体的浓度影响忽压强的改变对固体或液体的浓度影响忽略不计。略不计。压强增大压强增大气体的体积缩小气体的体积缩小浓度增大浓度增大单位体积内活化分子数增大单位体积内活化分子数增大化学反应速率增大化学反应速率增大单位时间内有效碰撞次数增多单位时间内有效碰撞次数增多（3）.温度对化学反应速率的影响：温度对化学反应速率的影响：结论：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，结论：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。降低温度，可以减慢反应速率。原因原因：(1)浓度一定时，升高温度，分子的能量增

8、加，从而增加了活化分浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了活化分 子百分数，反应速率增大。（主要原因）子百分数，反应速率增大。（主要原因）(2)温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间 的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。（次要原因）的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。（次要原因）升高温度升高温度分数增加分数增加活化分子百活化分子百化分子数增加化分子数增加 单位体积内活单位体积内活有效碰撞次数增加有效碰撞次数增加反应速率加快反应速率加快特别提醒：特别提醒：1 1、温度对反应速率的影响，无论是放热反、温度对反应

9、速率的影响，无论是放热反 应应 ，还是吸热反应都适用，还是吸热反应都适用 。2 2、温度对反应速率的影响，无论固体、液体、温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。气体都适用。（4）.催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响:结论：催化剂可以改变化学反应的速率结论：催化剂可以改变化学反应的速率。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。如不特意说明，指正催化剂。如不特意说明，指正催化剂。原因：原因：在其他条件不变时，使用催化剂可以降低活化能，在其他条件不变时，使用催化剂可以

10、降低活化能，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，因而使反应速率加快。因而使反应速率加快。（5）.其他因素：其他因素：如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。增大浓度增大浓度(或加压或加压)单位体积分子总数增多，单位体积分子总数增多，但活化分子百分数不变但活化分子百分数不变单位体积活化分单位体积活化分子数增多子数增多升高温度升高温度或催化剂或催化剂单位体积分子总数不变，单位体积分

11、子总数不变，但活化分子百分数增大但活化分子百分数增大有效碰撞有效碰撞次数增多次数增多反应速反应速率加快率加快二.化学平衡1.可逆反应：可逆反应：（1）定义：）定义：在相同条件下能向正、反两个方向同时进行的化学反应在相同条件下能向正、反两个方向同时进行的化学反应 称为可逆反应。称为可逆反应。（3）.外界条件对可逆反应速率的影响浓度的影响：增大反应物浓度瞬间V正急剧增大，V逆不变。随后V正逐渐减小，V逆逐渐增大。减小反应物浓度瞬间V正急剧减小，V逆不变。随后V正逐渐增大，V逆逐渐减小。(2).可逆反应特点可逆反应特点:相同条件相同条件下，正反应和逆反应下，正反应和逆反应同时同时发生发生可逆反应有一

12、定的限度可逆反应有一定的限度(反应反应不能进行到底不能进行到底)即反应物、生成物即反应物、生成物共同存在共同存在压强的影响:(对于有气体参加的反应，压强的改变对气体体积之和大的一侧影响大）增大P大的大增，小的小增，不变的同增。减小P大的大减，小的小减，不变的同减。温度的影响：温度的影响：（温度的改变对吸热反应速率影响大）升高温度吸热反应速率增大的程度大降低温度吸热反应速率减小的程度大催化剂的影响：催化剂的影响：使用催化剂同倍地改变V正和V逆2.化学平衡状态化学平衡状态:(1).定义：在定义：在一定条件下一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的的可逆反应里，正反应和逆反应的速率速率相等相等，反应

13、物和生成物，反应物和生成物浓度保持不变浓度保持不变的状态。化学平衡状态简的状态。化学平衡状态简称化学平衡。称化学平衡。(2)(2)特征特征：逆逆：可逆反应：可逆反应等等：v正正=v逆逆定定：反应混合物各组分浓度保持不变：反应混合物各组分浓度保持不变动动：动态平衡：动态平衡 变变：条件改变，平衡发生移动：条件改变，平衡发生移动 同：同：同一个可逆反应，在相同的条件下，不同同一个可逆反应，在相同的条件下，不同 途径途径 可以可以 达到相同的化学平衡状态达到相同的化学平衡状态 vv3.标志：标志：直接标志：直接标志：速率关系：速率关系：v正正 v逆逆应用：应用：判断平衡时，要注意用判断平衡时，要注意

14、用“同同”、“等等”、“逆逆”的原则的原则同：同：同一种物质的同一种物质的V正正和和V逆逆才能比较才能比较等：等：转化后的反应速率必须相等转化后的反应速率必须相等逆：逆：反应方向必须对立反应方向必须对立含量关系：含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变以以反应反应mA(g)+nB(g)pC(g)为例，达到平衡的标为例，达到平衡的标志为：志为：A A的消耗速率与的消耗速率与A A的生成速率的生成速率A A的消耗速率与的消耗速率与C C的的速率之比等于速率之比等于B

15、 B的生成速率与的生成速率与C C的的速率之比等于速率之比等于A A的生成速率与的生成速率与B B的的速率之比等于速率之比等于相等相等消耗消耗m：p生成生成n：p消耗消耗m：n异边同向，同边异向，比例计量异边同向，同边异向，比例计量间接标志间接标志：以以反应反应mA(g)+nB(g)pC(g)为例为例混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而 ，（适用于（适用于）改变改变m+np 的反应的反应、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而，（适用于（适用于）改变改变m+np 的反应的反应

16、各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变、特殊标志：、特殊标志：对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡4.化学平衡移动：化学平衡移动：（1）定义：化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡）定义：化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡 建立的过程叫做化学平衡的移动建立的过程叫做化学平衡的移动 （2）、化学平衡的移动方向的速率判断：）、化学平衡的移动方向

17、的速率判断：若外界条件变化引起若外界条件变化引起v v正正 v v逆逆：平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动若外界条件变化引起若外界条件变化引起v正正 v逆逆：平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动若外界条件变化引起若外界条件变化引起v正正 v逆逆：旧平衡未被破坏，平衡不移旧平衡未被破坏，平衡不移动动（3）.影响化学平衡的因素：影响化学平衡的因素：浓度对化学平衡的影响：浓度对化学平衡的影响：在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡朝着正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡朝着正反应方向移动；减小反应

18、物浓度或增大生成物浓度，平衡朝着逆反应方向移动。平衡朝着逆反应方向移动。压强对化学平衡的影响：压强对化学平衡的影响：在其它条件不变的情况下，增大压强，化学平衡朝着气体的物质的量减在其它条件不变的情况下，增大压强，化学平衡朝着气体的物质的量减少的方向移动；减小压强，平衡朝着气体的物质的量减少的方向移动。少的方向移动；减小压强，平衡朝着气体的物质的量减少的方向移动。判断压强引起平衡移动的思路：判断压强引起平衡移动的思路：压强变化压强变化体积变化体积变化浓度改变浓度改变速率变化速率变化V正正 V逆时平衡移动逆时平衡移动V正 =V逆时平衡不移动温度对平衡移动的影响：温度对平衡移动的影响：在其它条件不变

19、的情况下，升温，使平衡朝着吸热的在其它条件不变的情况下，升温，使平衡朝着吸热的方向移动；降温，使平衡朝着放热方向移动方向移动；降温，使平衡朝着放热方向移动催化剂对化学平衡的影响：催化剂对化学平衡的影响：同等程度的加快或减慢正、逆反应速率同等程度的加快或减慢正、逆反应速率(V正正=V逆逆)；对化学平衡无影响。；对化学平衡无影响。催化剂能缩短平衡到达的时间催化剂能缩短平衡到达的时间（4）.平衡移动原理平衡移动原理勒夏特列原理勒夏特列原理 对于已达平衡的可逆反应，如果改变影响平衡的一个因素，平衡将对于已达平衡的可逆反应，如果改变影响平衡的一个因素，平衡将向着向着减弱这种改变减弱这种改变的方向移动。的

20、方向移动。注意：注意：是是“减弱减弱”这种改变，不是这种改变，不是“消除消除”这种改变这种改变只有一个条件改变，才能应用（多个条件改变就要具体问题具体分析）只有一个条件改变，才能应用（多个条件改变就要具体问题具体分析）勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡等），未平衡状态不能用此来分析等），未平衡状态不能用此来分析其中其中c为各组分的平衡浓度为各组分的平衡浓度，温度一定，温度一定，K为定值。为定值。)()()()(BcAcDcCcKbadc实验测得，同一反应（如实验测得，同一反应（如a A+b B c C+d D）在

21、某温度下达到的）在某温度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满足下面关系：化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满足下面关系：K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。度（反应的限度）。K值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。K值与浓度无关，随温度变化而变化值与浓度无关，随温度变化而变化反反应应物物的的起起始始浓浓度度应应物物的的平平衡衡浓浓度度反反应应物物的的起起始始浓浓度度反反转转化化率率100)(必须指明温度，反应必须达到平衡状

22、态必须指明温度，反应必须达到平衡状态平衡常数表示反应进行的程度，不表示反平衡常数表示反应进行的程度，不表示反 应的快慢，即速率应的快慢，即速率 大，大，K值不一定大值不一定大在进行在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达式中不需表达值的计算时，固体不作考虑，表达式中不需表达Fe3O4(s)+4H2(g)高温高温3Fe(s)+4H2O(g)如：如：)H(c)OH(cK2424一定温度下一定温度下在进行在进行K值的计算时，稀溶液中的值的计算时，稀溶液中的H2O的浓度可不表达的浓度可不表达Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+如：如：)OCr(c)H(c)CrO(cK2722242一定温度下一

23、定温度下平衡常数的表达式与方程式的书写有关平衡常数的表达式与方程式的书写有关N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3)H(c)N(c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK/22322133K1=1/K2=K32某温度下某温度下利用利用K值可判断某状态是否处于平衡状态值可判断某状态是否处于平衡状态)B(c)A(c)D(c)C(cKnmqpKK，反应向正方向进行，反应向正方向进行KK，反应处于平衡状态，反应处于平衡状态KK，反应向逆方向进行，反应向逆方向进行则：则：如某温度下，可逆反应如某温度下，可逆反应mA(

24、g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡常数为平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：6.等效平衡等效平衡：（1）等效平衡的含义：一定条件（温度体积一定或温度压强）等效平衡的含义：一定条件（温度体积一定或温度压强一定）下的同一可逆反应，只是起始加入物质的情况不同，达一定）下的同一可逆反应，只是起始加入物质的情况不同，达到平衡后，任何相同组分的分数（体积分数、物质的量分数、到平衡后，任何相同组分的分数（体积分数、物质的量分数、质量分数等）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。质量分数等）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。（2）等效

25、平衡的分类）等效平衡的分类：恒温恒容条件下：I I类：对于反应前后气体分子数不等的可逆反应，只改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。（一边倒、投料量相同）类：对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效。（投料比相同）恒温恒压条件下：恒温恒压条件下：改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边中同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。（一边倒、投料比相同）三三.化学反应进行的方向化学反应进行的方向1、反应焓变与反应方向、反应焓变

26、与反应方向：注意：注意：（1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件；）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件；（2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应 速率无关。速率无关。（3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素 自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做这时体系会对外部做功或释放热量，焓变小于功或释放热量，焓变小于0)，这一经验规律就是焓判据，是判断化学反，这

27、一经验规律就是焓判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。应进行方向的判据之一。注意：注意：（1）熵变只是反应能否自发进行的一种因素；）熵变只是反应能否自发进行的一种因素；（2）熵变（）熵变（S）只决定于体系的始态和终态，与变化的途径无关；）只决定于体系的始态和终态，与变化的途径无关；（3）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应 速率无关。速率无关。总结：自发过程的两大变化趋势：总结：自发过程的两大变化趋势：（1）能量趋于减小）能量趋于减小(焓减）焓减）（2）混乱度趋于增大（熵增）混乱度趋于增大（熵增）2、反应熵变与反应方向、反

28、应熵变与反应方向：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时 就称为熵判据就称为熵判据 3、焓变与熵变对反应方向的共同影响、焓变与熵变对反应方向的共同影响:（1）.判据：判据：H-TS（2）.判据与反应的自发性：判据与反应的自发性：0 反应不能自发进行反应不能自发进行 （3）.使使用判据应注意的问题：用判据应注意的问题：判断反应的自发性要结合判断反应的自发性要结合H和和S，利用利用H-TS 条件是一定温度、压强下条件是一定温度、压强下

29、 反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的趋势，反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的趋势，但这个反应到底能不能反应，那还要看具体反应条但这个反应到底能不能反应，那还要看具体反应条 件反应。件反应。1 1反应的自发性只能用于判断反应的方向反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，二者发生腐涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，二者发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。【注意注意】2 2在讨论过程的方向时，在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时指的是没有外界干扰时体系的性质体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如水泵可以把水从低水就可能出现相反的结果。例如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压下可以是石墨转化为金刚位升至高水位；高温高压下可以是石墨转化为金刚石，石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。程的本质仍然是非自发性的。