高中化学-化学反应速率与化学平衡

这是一篇关于化学反应速率与化学平衡 高中化学思维导图，介绍详细，知识全面，希望可以对大家有所帮助！

化学反应速率与 化学平衡

• 化学反应速率
  • 表示方法
    • 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
    • 对于反应 mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)
      • v（A）=Δc（A）/Δt
      • v（B）=Δc（B）/Δt
      • v（C）=Δc（C）/Δt
      • v（D）=Δc（D）/Δt
    • 固体、纯液体浓度不变，不可用其表示，仅适用于气体、溶液
  • 影响因素
    • 内因
      • 反应物的组成、结构、性质
    • 外因
      • 温度
        • 其他条件一定时，温度升高，速率增大；温度降低，速率减小
      • 浓度
        • 增大反应物浓度，速率增大；降低反应物浓度，速率减小
          • 若c减小，v还增大，则c非主要影响因素
      • 压强
        • 有气体的反应
          • 改变压强，容积改变，气体浓度增加，速率增大
          • 改变压强，容积不变，浓度不变，速率不变
      • 催化剂
        • 加入（正）催化剂，速率增大
  • 活化能
    • 定义
      • 活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差
    • 基元反应
      • 化学反应的每一步反应
      • 多个基元反应组成反应历程（机理）
    • 有效碰撞
      • 发生化学反应的碰撞[先决条件]
        • 一定的能量
        • 合适的取向
    • • E1正反应活化能
      • E2逆反应活化能
      • 反应热E1-E2
      • 加催化剂活化能E3
      • 活化能越大，反应速率越慢
    • 活化分子
      • 浓度
        • 其他条件相同时，浓度增大
      • 压强
      • 温度
        • 其他条件相同时，温度升高
      • 催化剂
        • 其他条件相同时，加入正催化剂
      • 增加了活化分子百分数
      • 单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增加，速率增大
• 化学平衡
  • 定义
    • 在一定条件下在可逆反应体系中，正、逆反应的速率相等[且不为零]，反应物和生成物的浓度保持不变
  • 特征
    • 逆（研究前提是可逆反应）
    • 等（同一物质的正逆反应速率相等）
    • 动（动态平衡）
    • V(a)=V(b)≠0
    • 定（各物质的浓度与质量分数恒定）
    • 变（条件[温度]改变，平衡发生变化）
  • 公式
    • 对于反应 mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)
      • • 在一定温度下，一个可逆反应达到平衡时，存在Q=化学平衡常数K
  • 转化率
    • 定义
    • 注意
      • 仅对于反应物而言
      • 一定温度下，K增大，转化率增大
      • 对于一定的可逆反应，K只和T有关，转化率与T和C初有关
      • 多种反应物参与，A的C初增大，A的转化率减小，其他反应物转化率增大
  • 化学平衡常数
    • 注意事项
      • Q指任意时刻，K指平衡时刻
      • K只与温度（T）有关，与反应物或生成物的浓度无关
      • 反应物或生产物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度是固定不变的，不代入公式
      • 稀溶液中进行的反应，如有水参加，水(纯液体)的浓度不必写在平衡关系式中
    • 应用
      • 可以利用K与Q作比较，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡
        • Q>K
          • 反应将向逆反应方向进行
        • Q=K
          • 反应处于平衡状态
        • Q<K
          • 反应将向正反应方向进行
      • 判断反应程度
        • K越大，体系内生成物占比越大，正反应进行程度越大 K>10^5时，反应基本完全
      • 利用K值可判断反应的热效应
        • 温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应
        • 温度升高，K值减小，则正反应为放热反应
    • 运算
      • 化学计量数扩大n倍，K扩大n次方倍
      • 化学方程式相加，K相乘；化学方程式相减，K相除
  • 影响因素
    • 浓度
      • 增大反应物的浓度或减少生成物的浓度，都可以使平衡向正向移动
      • 增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆向移动
      • 其他条件不变时
      • 注意
        • 增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动
        • 改变参与反应的离子或气体，才有影响
        • 在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度也减小，V正减小，V逆也减小，但是减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动
        • 增大反应物的浓度/减少生成物的浓度，正反应速率瞬间增大/逆反应速率瞬间减小，逆反应速率/正反应速率瞬间不变
      • 应用
        • 增大廉价气体浓度，提高产率
    • 温度
      • 温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动
      • 温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动
      • 其他条件不变时
    • 压强
      • 增大压强，会使平衡向着体积（气体系数和）缩小方向移动
      • 减小压强，会使平衡向着体积（气体系数和）增大方向移动
      • 其他条件不变时
    • 催化剂
      • 由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的，所以平衡不移动
  • 平衡移动原理 勒夏特列原理
    • 定义
      • 如果改变影响影响的一个因素，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动
    • 注意
      • 因素有三：T温度、p压强、c浓度
      • 只有单一条件变化才能使用
      • 适用于一切动态平衡体系
      • 外界条件的影响远大于平衡移动的影响