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1、化学反映速率和平化学衡【命题规律】化学反映速率和化学平衡是高考的必考内容，其重要命题内容有：化学反映速率影响因素及计算；化学平衡状态的判断及影响因素；应用平衡原理判断反映进行的方向；化学反映速率和化学平衡的图象分析；转化率、平衡常数的含义及简朴计算。将化学反映速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目是最近几年的高考命题的热点。特别是化学平衡常数的影响因素及其计算是新教材增长的内容，应引起同学们的关注 。【知识网络】【重点知识梳理】一 物质状态和浓度对反映速率的影响1对于有固体参与的化学反映而言，由于在一定条件下，固体的浓度是固定的，所以固体物质在化学反映中浓度不改变，因此在表达
2、化学反映速率时，不能用固体物质。但由于固体物质的反映是在其表面进行的，故与其表面积有关，当固体颗粒变小时，会增大表面积，加快反映速率。2对于有气体参与的反映而言，改变压强，对化学反映速率产生影响的主线因素是引起浓度改变所致。所以，在讨论压强对反映速率的影响时，应区分引起压强改变的因素，这种改变对反映体系的浓度产生何种影响，由此判断出对反映速率产生何种影响。对于气体反映体系，有以下几种情况：(1)恒温时：增长压强体积缩小浓度增大反映速率加快。(2)恒容时：充入气体反映物浓度增大总压增大速率加快充入“惰气”总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反映速率不变。(3)恒压时：充入：“惰气”体积增
3、大各反映物浓度减少反映速率减慢。二 外界条件对化学反映速率的影响 影响因素分子总数活化分子百分数活化分子总数活化分子浓度（单位体积活化分子数）增大浓度增长不变增长增长增大压强不变不变不变增长升高温度不变增长增长增长正催化剂不变增长增长增长三 化学反映速率的图象图象也是一种表达事物的语言符号，化学反映速率图象是将化学反映速率变化的状况在直角坐标系中以图的形式表达的结果，是化学反映速率变化规律的反映。结识和应用化学反映速率图象时，要立足于化学方程式，应用化学反映速率变化的规律，分析直角坐标系及其图象的涵义。1化学反映CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O(1)其他条件一定，反映速率随着c(HC
4、l)的增大而增大，如图。(2)其他条件一定，反映速率随着温度的升高而增大，如图。(3)随着反映时间的延长，c(HCl)逐渐减小，化学反映速率逐渐减小，如图。2化学反映2H2S(g)SO2(g)=3S(s)2H2O(g)(1)其他条件一定，增大气态反映物的压强(缩小气体容器的容积)，反映速率随着压强的增大而增大。如图。(2)其他条件一定，减小气态反映物的压强(扩大气体容器的容积)，反映速率随着压强的减小而减小，如图。(3)温度、气体容器的容积都一定，随着时间的增长，SO2、H2S物质的量逐渐减少，气体的压强逐渐减小，反映速率逐渐减小，如图。(4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反映，气态反映物
5、的压强都是逐渐增大(缩小容器容积)，反映速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大，如图。四 化学平衡状态的特性和判断方法1化学平衡状态的特性化学平衡状态的特性可以概括为：逆、等、动、定、变。(1)“逆”研究对象是可逆反映。(2)“等”化学平衡状态建立的条件是正反映速率和逆反映速率相等，即v正v逆，这是可逆反映达成平衡状态的重要标志。(3)“动”指化学反映已达成化学平衡状态时，反映并没有停止，事实上正反映与逆反映始终在进行，只是正反映速率等于逆反映速率，即v正v逆0，所以化学平衡状态是动态平衡状态。(4)“定”在一定条件下可逆反映一旦达成平衡(可逆反映进行到最大的限度)状态时，在平衡体系的
6、混合物中，各组成成分的含量(即反映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)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否处在化学平衡状态的重要依据。(5)“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)，而与达成平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反映方向开始达成平衡，也可以从逆反映方向开始达成平衡)。当外界条件变化时，本来的化学平衡也会发生相应的变化。2化学平衡状态的判断方法(1)直接鉴定：v正v逆(实质)同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。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。(2)间接鉴定：各
7、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。若反映前后的物质都是气体，且系数不等，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。反映物的转化率、产物的产率保持不变。总之，能变的量保持不变说明已达平衡。(如下表所示)例举反映mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)是否平衡状态混合物体系中各成分的量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定是各物质的质量或各物质的质量分数一定是各气体的体积或体积分数一定是总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定不一定正反映速率与逆反应速率的
8、关系在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v正v逆是在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C，则v正v逆是vAvBvCvDmnpq，v正不一定等于v逆不一定在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，均指v逆，v正不一定等于v逆不一定压强若mnpq，总压强一定(其他条件不变)是若mnpq，总压强一定(其他条件不变)不一定平均相对分子质量r一定，只有当mnpq时是r一定，但mnpq时不一定温度任何化学反映都随着着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定期是体系的密度密度一定不一定特别提醒：化学平衡的实质是v(正)v(逆)0时，表现为平衡体
9、系中各组分的物质的量或物质的量分数不再变化，因此v(正)v(逆)0是化学平衡判断的充要条件。运用v(正)v(逆)0时，注意方向和数量关系。学会“变”与“不变”判断。“变”就是到达平衡过程中量“变”，而到达平衡后“不变”。否则，不一定平衡。五 等效平衡1等效平衡在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反映体系，不管是从正反映开始，还是从逆反映开始，在达成化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量（体积分数、物质的量分数等）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡（。概念的理解：（1）外界条件相同：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。 （2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“完全相同的平衡状态”
10、 是指在达成平衡状态时，任何组分的物质的量分数（或体积分数）相应相等，并且反映的速率等也相同，但各组分的物质的量、浓度也许不同。而“等效平衡”只规定平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）相应相同，反映的速率、压强等可以不同（3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：无论反映从正反映方向开始，还是从逆反映方向开始投料是一次还是提成几次反映容器通过扩大缩小或缩小扩大的过程，）只要起始浓度相称，就达成相同的平衡状态。2.等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型重要有以下三种： 第一类：对于恒温、恒容条件下反映前后气体体积改变的可逆反映假如按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边
11、的物质，其物质的量与相应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的。例如，恒温恒容下的可逆反映：2SO2 O2 2SO32 mol1 mol 0 mol0 mol0 mol 2 mol0.5 mol0.25 mol 1.5 mol上述三种配比，按方程式的计量关系均转化为反映物，则SO2均为2 mol 、O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。第二类：对于恒温、恒容条件下为反映前后气体体积不变的可逆反映假如按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质，其物质的量比与相应组分的起始加入量比相同，则建立的化学平衡是等效的。例如，恒温恒容条件下，对于可逆反映： H2(g) I2(g)
12、 2HI(g)1 mol1 mol0 mol2 mol2 mol1 mol上述两种配比，按方程式中化学计量关系均转化为反映物，两种情况下H2与I2(g)的物质的量比均为1:1，因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的。第三类：对于恒温、恒压条件下的任何气体参与的可逆反映(无论反映前后气体体积可变或不变)。假如按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质，其物质的量比与相应组分的起始加入量比相同，则建立的化学平衡是等效的。例如，恒温、恒压条件下，对于可逆反映：N2 3H2 2NH31 mol3 mol0 mol2 mol6 mol1 mol0 mol0 mol0.5mol上述三种配比，按方程
13、式中化学计量关系均转化为反映物，三种情况下，N2与H2的物质的量比均 1 3，因此上述三种情况建立的化学平衡状态是等效的。3.化学平衡的思维方法：(1)可逆反映“不为零”原则可逆性是化学平衡的前提，达成平衡时，反映物和生成物共存，每种物质的物质的量不为零。一般可用极限分析法推断：假设反映不可逆，则最多生成产物多少，有无反映物剩余，余多少。这样的极值点是不也许达成的，故可用拟定某些范围或在范围中选择合适的量。 (2)“一边倒”原则可逆反映，在条件相同时(如等温等容)，若达成等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相称。因此，可以采用“一边倒”的原则来解决以下问题：化学
14、平衡等同条件(等温等容)可逆反映 aA(g) + bB(g) cC(g)起始量 a b 0 平衡态起始量 0 0 c 平衡态起始量 x y z 平衡态为了使平衡=平衡=平衡，根据“一边倒”原则，即可得：x+a/cz=a得x/a+z/c=1； y+b/cz=b得y/b+z/c=1 。六 化学平衡常数1概念：对于一定条件下的可逆反映(aAbBcCdD)，达成化学平衡时，生成物浓度的乘幂的乘积与反映物浓度的乘幂的乘积之比为一常数，记作Kc，称为化学平衡常数(浓度平衡常数)。2平衡常数的意义平衡常数的大小反映了化学反映进行的限度(也叫反映的限度)。(1)K值越大，表达反映进行得越完全，反映物转化率越大
15、；一般认为，K105时，该反映进行得就基本完全了。(2)K值越小，表达反映进行得越不完全，反映物转化率越小。3注意事项(1)化学平衡常数只与温度有关，与反映物或生成物的浓度无关。(2)化学平衡常数是指某一具体反映的平衡常数。若反映方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反映，平衡常数也会改变。 (3)在平衡常数表达式中：反映物或生成物中固体、纯液体、稀溶液中水的浓度不写。C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)，Kc(CO)c(H2)/c(H2O)FeO(s)CO(g) Fe(s)CO2(g)，Kc(CO2)/c(CO)4化学平衡常数的应用(1)化学平衡常数
16、值的大小是可逆反映进行限度的标志，它可以表达可逆反映进行的完全限度。一个反映的K值越大，表白平衡时生成物的浓度越大，反映物的浓度越小，反映物的转化率也越大，可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反映自身固有的内在性质的定量体现。(2)可以运用平衡常数的值，判断正在进行的可逆反映是否平衡以及不平衡时向何方进行建立平衡。如对于可逆反映：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)在任意时刻反映物与生成物的浓度有如下关系：Qc，Qc叫做该反映的浓度商。(3)运用K可判断反映的热效应若升高温度，K值增大，则正反映为吸热反映。若升高温度， K值减小，则正反映为放热反映。七 化学平衡移动与图像总结：只要增大浓度、增大压强、升高温度，新平衡都在原平衡的上方，v正=v逆v正=v逆；只要减小浓度、减少压强、减少温度，新平衡都在原平衡下方，v正v逆v正v逆。只要是浓度改变，一个速率一定是在原平衡的基础上改变；两个速率同时增大或减小(中间断开)一定是压强或温度改变。 加入催化剂能同等限度地增大正、逆反映速率，平衡不移动。