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1、 化学反应速率与化学平衡提要1.化学反应速率的计算与判断(1)化学反应速率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。计算公式为=c/t，单位为mol/Lmin或mol/Ls。同一个化学反应mAnB=pC，同一段时间内，用不同物质的浓度变化表示的反应速率，数值可能不同，但是意义相同。其数值之比等于方程式中有关物质的化学计量数之比，即vAvBvC=mnp化学反应速率概念中单位时间内的变化值只能是浓度变化值，不是物质的量的变化值，因此在进行有关计算时，要同时注意反应物的体积，反应的时间和反应物物质的量的变化。把化学反应速率的概念和化学方程式的意义联系起来，明确以下相等的比例关系。即在
2、化学反应方程式中各物质前的化学计量数之比=各物质在反应中变化的物质的量之比=各物质在反应中变化的物质的量浓度之比=用各物质表示的该化学反应在一定时间内的平均反应速率之比。2.外界条件对反应速率受的影响(1)浓度：同一条件不变时，增加反应物的浓度，会加快反应速率。(2)压强：在其他条件不变时，加大气体反应物的压强(实质上是增大反应物浓度)，则反应速率加快；反之变慢。对于可逆反应，若反应物及生成物中均有气体，则增大压强，正逆反应速率均增大。(3)温度：其他条件不变时，升高温度，化学反应速率一般增大。温度升高10，反应速率增至原来的24倍，因此，在可逆反应中，升高温度，正逆反应速率均增大。(4)催化
3、剂：在其他条件不变时，催化剂一般加快反应速率。在可逆反应中，能同等程度地改变正逆反应速率。在使用时要注意催化剂的活化温度及防止催化剂中毒。(5)其他因素：如光、激光、超声波、放射线、电磁波、反应物颗粒大小等均可影响反应速率。(6)外界条件改变对化学反应速率的影响，要注意以下几点：当正反应速率增大时，逆反应速率也必然随之增大，绝不可能一个增大另一个减小。固体或纯液体量的改变不会引起其浓度改变，所以它的量的改变不会引起反应速率的变化。对于没有气体参加的反应，压强改变，一般不会引起体积的变化，对浓度也没影响，所以压强改变不会影响其化学反应速率。压强对有气体参加的化学反应速率的影响，实质上是指对容器体
4、积的改变，引起气体浓度的改变，从而影响反应速率，不要误认为只要体系压强增大，反应速率一定增大。3 压强对化学平衡影响的实质是浓度的影响。减小压强，气体体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，正逆反应速率都减小。如：恒温恒容密闭容器中反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q达平衡，通入SO3后，SO3的浓度增大，平衡向逆方向移动。这里的压强的改变，并未影响SO2和O2的浓度，对正反应速率无影响。4.改变反应物的用量对转化率的影响(1)若反应物只有一种，如aA(g)bB(g)cC(g)增加A的量：若a=bc，xA不变；若abc，xA增大；若abc,xA减小。即abc时，增大或减小反应物浓
5、度，平衡按加压或减压处理。(2)若反应物不止一种，如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g) 若只增加A的量，平衡正向移动，xA减小，xB增大；若按原比例同倍数增加A和B的量，平衡正向移动。当mn=pq时，xA、xB均不变；当mnpq时，xA、xB均减小；当mnpq时，xA、xB均增大。5.只有当正反应速率大于逆反应速率时，才使平衡向正反应移动6. 对于速率，平衡图象题，一般可据“早折”“早平衡”“条件高”（即折点代表平衡点，平衡时用的时间短，温度越高，压强越大，浓度越大等）7. (1) 平衡右移，产物的浓度不一定增大。如：稀释、减压等。 (2) 平衡右移，产物的物质的量一定增大，但是它在反应
6、混合物中所占的百分含量不一定增大。如：无限增大A的浓度。 (3) 平衡右移，反应物的转化率不一定都增大。如:A+B C+ D增大A的浓度。8.对于mA+ nB= xC + yD达到平衡的标志：(1) v正=v逆 同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。如：VA生成=VA消耗 不同的物质：速率之比等于方程式中的系数比，但必须是不同方向的速率。如: VA生成:VB消耗=m:n(2) 反应混合物中各组成成分的含量保持不变: 各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度保持不变。 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。 若反应前后的物质都是气体，且系数不等，
7、总物质的量、总压强(恒温、恒容)、平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压)保持不变。(对“等气”反应不适用) 反应物的转化率、产物的产率保持不变。 体系颜色 化学键断裂情况=化学键生成情况9.对于在体积不变的容器里mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)当m+n=p+q时，总压、密度、总物质的量、平均分子量不变是不能作为判断依据的。反之，若m+n不等于p+q时，若总压、密度、总物质的量、平均分子量不变则可以说明已经达到平衡了。10. 加入惰性气体后平衡体系是否发生移动，取决于平衡体系所占据的体积是否发生变化。若在恒容的条件下加入惰性气体，它并不能引起体系中其它物质的浓度改变，所以平衡不
8、移动；若在恒压情况下加入惰性气体，必然引起平衡体系占据的体积增大，体系中其它物质的浓度发生变化，使平衡发生移动。11.一边倒技巧：即通过可逆反应的化学计量数之比，把起始量换算成同一边的物质的物质的量，再与原平衡的起始量去进行比较的方法。 如：在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应： 2A(气)+B(气) 3C(气)+D(气) 达到平衡时，C的浓度为Wmol/L。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的物质的量浓度哪些大于 Wmol/L、哪些小于Wmol/L、哪些等于Wmol/L。A. 4molA+2molB B. 1molA+0.5mol
9、B+1.5molC+0.5molDC. 3molC+2molD D. 4molC+1molD用“一边倒技巧”可知，答案为：等于Wmol/L的有B；大于 Wmol/L的有：A、D；小于Wmol/L的有C。 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含量各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡各物质的质量或各物质质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即V(正)=V(逆)平衡在单位时间内消耗了n molB同
10、时消耗了p molC，则V(正)=V(逆)平衡V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q，V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指V(逆)不一定平衡压强m+np+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体平均相对分子质量MrMr一定时，只有当m+np+q时平衡Mr一定时，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡习题精选1. 取pH均等于2的盐酸和醋酸各100mL，分别
11、稀释2倍后，再分别加入0.03g锌粉，在相同条件下充分反应，有关叙述正确的是A.醋酸与锌反应放出的氢气多 B.盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多 C.醋酸与锌反应速率大 D.盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大分析：影响生成氢气多少的是酸最多提供的H+的物质的量多少，而与其浓度大小无关，影响生成氢气速率大小的是酸已电离的H+浓度大小，而与其物质的量多少无关。n(HCl)=0.01mol/L0.1L=0.001mol n(Zn)=0.03g65g.mol-1=0.00046moln(CH3COOH)=(0.01mol/L0.1L)0.001mol (为CH3COOH的电离度)由反应关系可知，两
12、酸均过量，则产生同样多的氢气。c(H+)均为0.01mol/L的两酸稀释相同倍数后，由于醋酸的继续电离，使得c(H+)醋酸c(H+)盐酸，故醋酸产生氢气的速率大。答案：B、C2. 一真空密闭容器中盛有1molPCl5，加热到200时发生如下反应： PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)反应达到平衡时，PCl5所占体积分数为M%。若同一温度和同一容器中，最初投入的是2molPCl5，反应达到平衡时，PCl5所占体积分数为N%。则M和N的正确关系是A.MN B.NM C.M=N D.无法比较分析：此题可看成是1molPCl5反应达平衡后，其余条件不变，再投入1molPCl5，平衡当然向右移动
13、：PCl5减小，PCl3和Cl2增加，但PCl5的体积分数N%是否比原来M%小，难以判断。若换一个角度，用压强的改变来考虑，比较好理解：假设将2molPCl5投入到另一个容积为题给容器2倍的反应器里，保持题给的其他条件不变，达到化学平衡后，PCl5的体积分数也应为M%，然后缩小容器的容积，由于PCl5的分解是一个体积增大的反应，缩小容器容积等于加大压强，平衡移向气体体积小的一方（PCl5），故PCl5所占体积分数N%在原来M%的基础上增大。答案：B引申：凡是定温、定容的可逆反应aA(g) bB(g)+cC(g)，在达到平衡后又通入反应气体，该气体的体积分数是缩小、扩大还是不变，有3种情况：气体
14、的体积扩大反应，通入反应气体，其体积分数增大。气体的体积缩小反应，通入反应气体，其体积分数减小。气体的体积不变反应，通入反应气体，其体积分数不变。3.对已达化学平衡的下列反应2X(g)Y(g)=2Z(g)减小压强时，对反应产生的影响是A.逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动B.逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动C.正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动答案：C解析：减小压强，气体体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，正逆反应速率都减小，正反应是缩小气体体积的反应，平衡应向扩大气体体积的方向移动。4.压强变化不会
15、使下列化学反应的平衡发生移动的是A.H2(g)I2(g)2HI(g) B.3H2(g)N2(g)2NH3(g)C.2SO2(g)O2(g)2SO3(g) D.C(s)CO2(g)2CO(g)答案：A解析：对有气体参加的反应，如果反应前后气体分子数目不变，压强改变时，则平衡不移动，如果反应前后气体分子数目发生了变化，压强改变时，则平衡移动。5.(2000年上海，19)对于反应2SO2O2 2SO3，下列判断正确的是A.2体积SO2和足量O2反应，必定生成2体积SO3B.其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动C.平衡时，SO2消耗速率必定等于O2生成速率的两倍D.平衡时，SO2浓度必定等于O2浓
16、度的两倍答案：C解析：SO2转化为SO3为可逆反应，不可能完全转化为SO3；如果缩小体积则会增大压强，平衡向右移动；如果充入稀有气体，增大压强，平衡不移动。SO2消耗速率代表正反应速率，O2的生成速率代表逆反应速率，平衡时为两倍关系；SO2平衡浓度不一定等于O2的两倍，因为起始浓度不一定是两倍。6.在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述中正确的是A.反应的化学方程式为：2M=NB.t2时，正逆反应速率相等，达到平衡C.t3时，正反应速率大于逆反应速率D.t1时，N的浓度是M浓度的2倍解析：反应开始到时间t3时建立化学平衡。N的变化为8 mol2 mol
17、=6 mol；M的变化为：5 mol2 mol=3 mol。因此反应方程式应为：2NM。t2时，M和N的物质的量相等(反应在同一容器中进行，也可理解为浓度相等)，但正、逆反应速率并不相等，因为从图中可以看出，反应并未达到平衡。t3时，已达到平衡。此时的正、逆反应速率相等。t1时，N和M的物质的量分别为6 mol 和3 mol，故N的浓度是M的2倍。答案：D7.已知反应mX(g)+nY(g)qZ(g)的H0，m+nq，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是A.通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动 B.X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍C.降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小
18、 D.增加X的物质的量，Y的转化率降低答案 B解析：恒容密闭容器中通入稀有气体，X、Y、Z浓度均不变，平衡不移动，A错误。达到平衡时正、逆反应速率相等，即、；由“速率数值之比等于物质系数之比”得：，B正确。降低温度平衡正向移动，气体物质的量减少，而气体总质量不变，根据，平均相对分子质量变大，C错误。增加X平衡正向移动，Y的转化率升高，D错误。8.下图是温度和压强对X+Y2Z反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是A.上述可逆反应的正反应为放热反应 B.X、Y、Z均为气态C.X和Y中只有一种气态，Z为气态 D.上述反应的逆反应H0答案 C解析：
19、根据题图，在压强不变的情况下，例如1 000 kPa时，随着温度的升高，Z的体积分数增大，即随着温度的升高，平衡向正反应方向移动。所以，正反应为吸热反应，H0；逆反应为放热反应，H0。所以A、D错误。同样，在温度不变的情况下，从1 00010010 kPa，随着压强的减小，Z的体积分数增大，即随着压强的减小，平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积增大的反应，所以C正确。9.反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+ 4H2(g)，在一可变容积的密闭容器中进行，下来条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )A增加铁的量 B将容器的体积缩小一半C保持体积不变，充入N2使体系压强增大D压强
20、不变，充入N2使容器体积增大解析：A中Fe为固体，增多其用量对反应速率无影响，因为固体的浓度为定值；B中将体积缩小，压强增大，水蒸气和氢气的浓度增大，反应速率加快；C中恒容充入N2，N2不参与反应，H2和水蒸气的浓度不变，因此对反应速率无影响；D中压强不变充入N2，体积增大，N2和水蒸气的浓度减小，故反应速率减慢。答案：A、C10.（）（）（）（正反应为吸热反应）的可逆反应中，在恒温条件下，B的体积分数（）与压强（p）的关系如图所示，有关叙述正确的是（）。 点，正逆；点，正逆 点比点反应速率快解析：这类题目中曲线是表示“平衡”时，质量分数与压强（或温度）变化关系曲线。、点则未达平衡状态，反应要
21、向“趋向于平衡状态方向”进行，以此判断某点正、逆的大小关系。比较、两点的速率快慢则依据压强的高低（或温度的高低）。 答案 、。 11. 某温度下，在密闭容器里、三种气态物质建立化学平衡后，改变条件，对反应22（正反应放热）的正、逆反应速率的影响如图所示。 正、逆反应速率的变化曲线加催化剂对速率影响的图象是（）。 升温对速率影响的图象是（）。 增大反应容器体积对速率影响的图象是（）。 增大的浓度对速率影响的图象是（）。 解析：解决这类题目的关键是分析改变条件的瞬间，正、逆反应速率的变化及变化幅度。 答案： 。12.在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2（气）I2（气）2HI（气），已
22、知H2、I2的起始浓度均为0.10 moll-1，达平衡时，HI的浓度为0.16 moll-1，若H2和I2起始浓度均为0.20 moll-1，则平衡时H2的浓度(moll-1）是（）A、0.16 B、0.08 C、0.04 D、0.02分析此为气体体积不变的可逆反应；H2、I2的起始浓度由均为0.10 moll-1,变为均为0.20 moll-1,相当于增大压强，平衡不移动；H2转化率不变：,则H2平衡浓度：0.20 moll-10.20 moll-180%0.04 moll-1答案C13.一定温度下，将2mol PCl3和 1mol Cl2充入容积不变的密闭容器中，在一定条件下反应：PCl
23、3+Cl2 PCl5。各物质均为气态。达平衡后，PCl5为0.4mol。若此时再移走1mol PCl3 和0.5mol Cl2，相同温度下达到平衡，PCl5的物质的量为A0.4mol B0.2mol C0.2molx0.4mol D0.2mol解析：对原平衡移走1mol PCl3 和0.5mol Cl2，相当于起始投料量减为原投料量的一半，若平衡不移动，PCl5的物质的量应为0.2mol。但移走反应物即减小物质的量，相当于减小浓度（减压）或增大容积，平衡向增大压强的方向进行，所以平衡左移，PCl5消耗更多，其平衡时物质的量0.2mol。14.在一密闭容器中，反应a A(g)b B(g)达平衡后
24、，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则A.平衡向正反应方向移动了 B.物质A的转化率减少了C.物质B的质量分数增加了 D.ab答案：AC解析：反应达平衡后容器体积增大一倍，转换为(1)条件变化的瞬间A、B的浓度均为原来的50%；(2)容器内压强减小为原来的1/2。达新平衡时B的浓度由50%60%说明生成物B的物质的量、质量、质量分数都增大了，平衡正向移动，反应物A的转化率增大，并且由压强减小，平衡向体积增大方向移动，推出ab。15.反应2A(g)2B(g)E(g)Q达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是A.加压B.减压 C.减少E的浓度D.降温答案：D解析：加压，正反应速率增大，减压，A的浓度减小；减少E的浓度，正反应速率、A的浓度均减小；故D正确，因降温使正反应速率减小，平衡逆向移动，所以A的浓度增大。