化学反应速率与化学平衡专题一、化学反应速率1、概念理解:m A （g ）+n B （g ）p C （g ）+q D （g ）△ C (A) = C (A) — C ′(A) △ C (C) = C ′(C) — C (C)C (A) 、 C (C) 表示物质起始浓度C′(A)、 C′(C) 表示一定时间后的物质浓度2、特点：⑴化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值⑵在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时其数值可以是不同的。

⑶不同物质的速率的比值一定等于化学反应方程式中相应的化学计量数之比。

ひ(A)：ひ(B)：ひ(C)：ひ(D)== m ：n ： p ：q(4)单位：mol/(L·S)或 mol/(L·min)或 mol/(L·h)例：反应A+3B 2C+2D 在四种不同的情况下的反应速率分别为：①V （A ）=0.15mol/(L·S) ②V （B ）= 0.6mol/(L·S) ③V （C ）= 0.4mol/(L·S) ④V （D ）= 0.45mol/(L·S) ,该反应在四种情况下的快慢顺序为_____________.3、影响化学反应速率的因素（1）内因：参加反应的物质的性质和反应的历程，是决定化学反应速率的主要因素。

例：F 2、Cl 2、Br 2、I 2与H 2的反应。

Mg 、Al 、Cu 与稀硫酸的作用。

条件 影响规律 说明浓度 C(反应物) ↑→V ↑ ①是有气体参加或在溶液中的反应② 可逆反应中V 正↑、V 逆↑。

压强p ↑→V ↑ 可逆反应中，若反应物、生成物中均有气体，P ↑，V 正↑、V 逆↑ 温度 T ↑→V ↑ 可逆反应中，T ↑，V 正↑、V 逆↑。

催化剂 使用正催化剂→V ↑可逆反应中，可同等程度 V 正↑、V 逆↑。

ひ(A )= △ C (A ) △t ———— △ C (C ) △t ———— ひ（C ）=此外还有光、超声波、激光、放射性、电磁波、反应物的颗粒的大小、扩散速率、溶剂效应等也影响了反应速率。

例：右图为反应 2A（g）= B（g）+ C（g）的速率v（A）变化的图像，其中纵坐标可能是（）A. 温度B. 压强C. A的浓度D. 反应时间二、化学平衡1、化学平衡的建立2、化学平衡的特征(1) 逆——可逆反应 (2) 等——ひ正=ひ逆≠ 0 (3) 动——动态平衡（4）定——平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变（5）变——当浓度、压强、温度等条件改变时，化学平衡即发生移动3、化学平衡的判断（标志）（1）从反应速率：V正=V逆来判断。

同一物质消耗和生成速率的数值相等不同物质消耗或生成速率的数值与系数成正比即相等（2）从混合气体中成分气体的体积分数或物质的量浓度不变来判断。

正因为v正＝v逆≠0，所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量.总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度、各成分的百分含量、转化率等不随时间变化而改变.（3）从容器内压强、混合气体平均分子量、混合气体的平均密度、反应的热效应不变等来判断。

（一）从混合气体平均相对分子质量M考虑1. 若各物质均为气体（1）对于非等摩反应，如2SO2 + O2 2SO3 M若不变，一定可做为平衡标志（2）对于等摩反应，如H2 + I22HI M若不变，不能做为平衡标志，因始终不变2.若有非气体参与，如：CO2(g)+C(s) 2CO(g)， M若不变，一定可做为平衡标志（二）从气体密度r考虑1. 若各物质均为气体恒容：ρ总为恒值，不能做平衡标志。

恒压：（1）对于等摩反应，如H2+ I22HI ρ总为恒值，不能做平衡标志。

（2）对于非等摩反应，如2SO2 + O22SO3 ρ若不变，一定可作为平衡标志。

2.若有非气体参与恒容，ρ若不变，一定可作为平衡标志，恒压，Δn(g)=0，可作为平衡标志（三）从体系的内部压强考虑：PV=nRT恒容恒温条件下，关键看前后气体分子数的变化！当Δn(g)=0，即等摩反应则p为恒值，不能作平衡标志。

当Δn(g)≠0，则当p一定时，可做平衡标志。

（四）从体系的温度变化考虑当化学平衡尚未建立成平衡发生移动时，反应总要放出或吸收热量，若为绝热体系，当体系内温度一定时，则标志达到平衡。

4、化学平衡常数（1）对于可逆反应：mA（g）＋ nB（g）pC（g）＋ qD（g）生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数，这个常数叫化学平衡常数，用K表示。

（2）化学平衡常数意义A、化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用，非平衡状态不适用。

B、化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。

对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即：K正＝1/K逆。

C、K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率或产率也越大。

D、K值不随浓度或压强的改变而改变，但随着温度的改变而改变。

E、一般情况下，对于正反应是吸热反应的可逆反应，升高温度，K值增大；而对于正反应为放热反应的可逆反应，升高温度，K值减少。

F、由于固体浓度为一常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。

G、由于水的物质的量浓度为一常数（55.6 mol·L－1），因平衡常数已归并，书写时不必写出。

（3）平衡常数与平衡移动的关系A、一般认为K＞105反应较完全，K＜105反应很难进行。

平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度，估计反应的可能性。

因为平衡状态是反应进行的最大限度。

B、若用Q c表示任意状态下，可逆反应中产物的浓度以其化学计量系数为指数的乘积与反应物的浓度以其化学计量系数为指数的乘积之比，则这个比值称为浓度商。

将浓度商和平衡常数作比较可得可逆反应所处的状态。

即Q c = K c体系处于化学平衡Q c＜K c反应正向进行Q c＞K c反应逆向进行（4）化学平衡常数的简单计算例: 在一定温度下，将100 mL氢气和氮气的混合气体充入密闭容器中进行反应，达到平衡时维持温度不变，测得混合气体的密度是反应前的1.25倍，平均分子量为15.5，则达到平衡时氮气的转化率为多少？解析：在同温同压下，反应前后的气体的总质量保持不变，则混合气体的密度与体积成反比。

设混合气体中氮气的体积为a，则氢气的体积为：100－a，则有：N2 ＋3H2 2NH3起始（L） a 100－a 0转化（L）x 3x 2x平衡（L） a－x 100－a－3x 2x则有：ρ前/ρ后＝V前/V后；100/（100－2x）＝1.25，x＝10mL。

又同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，则有：混合气体的相对分子质量等于混合气体的总质量与混合气体的总物质的量之比，则有：混合气体的总质量＝28a＋2（100－a），则有：［28a＋2（100－a）］/100－2x＝15.5，可得： a＝40 mL则：氮气的转化率为：10/40＝25%答案：氮气的转化率为25%5、同一平衡状态（1）可逆反应的平衡状态只与反应的条件有关，与反应的过程无关。

（2）在相同温度和相同体积的容器中，同一可逆反应： mA+nB pC+qD当m+n≠p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度完全相同，则达到平衡时，为同一平衡状态；当m+n=p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度比完全相同，达到平衡时，则为同一平衡状态。

例：可逆反应3H2+N2 2NH3，在一固定容积的容器内，500℃Fe为催化剂，三种不同的初始态：①3molH2、1molN2，②2mol NH3，③1.5 mol H2、0.5 mol N2、1mol NH3，发生反应达到平衡时，混合气体中NH3的体积分数是否相同？例：在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：A（气）+B （气） 2C（气）。

已知加入1mol A和2mol B达到平衡后，生成amol C，此时在平衡混合气体中C的摩尔分数为R。

若在相同的条件下，向同一容器中加入2mol A和4mol B，达平衡后的C物质的量为多少？此时C在平衡混合气体中的摩尔分数与R的关系？6、等效平衡Ⅰ．什么是等效平衡如果满足一定的条件，建立的平衡还相同即形成等效平衡。

所谓等效平衡是指在一定条件下的同一可逆反应，起始状况不同，但达到平衡时体系中相同组分的百分含量(质量分数或体积分数或物质的量分数)相等，这样分别建立起来的平衡互称为等效平衡。

Ⅱ．形成等效平衡满足的条件若定温定容：加入的各物质必须：量对等．．．。

例：对于合成氨反应N2＋ 3H22NH3，按下列三种情况加入物质(恒容、恒温下)，最后达到的平衡均为等效平衡。

N2 ＋ 3H22NH3A 1 mol 3 mol 0 molB 0 mol 0 mol 2 molC 0.5 mol 1.5 mol 1 mol这是由可逆反应的实质决定的，因为在可逆反应里，同一条件下反应物能转化成生成物，生成物也能转化为反应物。

按化学方程式中的化学计量数，B中只投入2 mol NH3，完全分解后变为1 mol N2和3 mol H2；C投入的情况，经转化也相当于投入1 mol N2和3 mol H2，均与A投入的情况量对等，因为定容，实际上就是起始N2、H2的浓度都对应相同，又定温，相当于起始状况完全相同，所以必然形成等效平衡。

②若定温定压：加入的各物质必须：量等比．．．。

例：对于合成氨反应N2＋ 3H22NH3，按下列三种情况加入物质(恒压、恒温下)，最后达到的平衡均为等效平衡。

N2＋ 3H22NH3A 1 mol 3 mol 0 molB 2 mol 6 mol 0 molC 1 mol 3 mol 1 mol这是因为各物质的量等比例投入，虽然量不同，但由于保持等压状态，容器的体积也将按相应的倍数变化，所以各物质的浓度始终是不变的，温度又相同，还是相当于起始状况相同，当然达到的平衡肯定是等效了。

Ⅲ、等效平衡的类型在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，条件等效条件结果①恒温恒容[Δn(g)≠0]投料换算成相同物质表示时量相同两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同②恒温恒容[Δn(g)＝0]投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分含量相同，n、c同比例变化③恒温恒压投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分含量、c相同，n同比例变化Ⅳ、等效平衡的应用应用等效平衡原理建立模型，可以解决用常规思路方法解决不了的平衡移动问题。

下面以例题来说明。

例：在恒温时，一固定容积的容器内发生反应：2NO2(g) N2O4 (g)，达到平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数A．小变 B．增大 C．减小 D．无法判断三、平衡移动及勒沙特列原理1、原理如果改变影响平衡的一个条件，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动，这就是著名的勒夏特列原理。