选择性必修一 化学反应速率与化学平衡

新高中化学 选择性必修一 化学反应原理 化学反应速率与化学平衡思维导图

化学反应速率与化学平衡

• 化学反应速率
  • 化学反应速率
    • 公式
  • 影响化学反应速率的因素
    • 内因
      • 反应物的组成、结构和性质
    • 外因
      • 温度
        • 其他条件不变时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
      • 浓度
        • 增大反应物浓度反应速率加快，降低反应物浓度反应速率减小
          • 温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2~4倍
      • 接触面积
        • 增大固体表面积可以加快反应速率（充分接触）
      • 压强
        • 对于有气体参加的反应
          • 改变压强后，容器的容积改变，气体浓度增加
          • 改变压强后，容器容积不变，气体浓度不变，速率不变
          • 压强对于反应速率的影响最终归结为浓度对反应速率的影响
      • 催化剂
        • 加入催化剂（正）能加快化学反应的速率
    • 活化能与碰撞反应
      • 基元反应
        • 每一步反应都叫作基元反应
      • 有效碰撞
        • 能够发生反应的碰撞
      • 活化分子
        • 发生有效碰撞的分子
          • 不一定发生有效碰撞，因为角度不一定对
      • 活化能
        • 活化分子的平均能量和反应物分子平均能量的差值
      • 反应的发生
        • 反应过程与本质
          • 普通分子
            • 吸收活化能
              • 活化分子
                • 一定取向变化
                  • 有效碰撞
                    • 新物质
                    • 能量
          • 对于某一化学反应来说,在一定条件下,反应物分子中活化分子的百分数是一定的,而单位体积内活化分子的数目与反应物分子的总数成正比,即与反应物的浓度成正比
            • 浓度
              • 当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大。同理,可以解释反应物浓度降低会使化学反应速率减小。
            • 温度
              • 当其他条件相同时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增了反应物分子中活化分子的百分数,使得单位时间内有效碰撞的次数增加,因而化学反应速率增犬。同理,可以解释降低温度会使化学反应速率减小。
            • 催化剂
              • 改变反应机理
              • 催化剂之所以能改变化学反应速率,是因为它能改变反应历程,改变反应的活化能
                • 有催化剂时每一次反应的活化能比无催化剂时反应的活化能降低了很多。这就使更多的反应物分子成为活化分子,增大了单位体积内反应物分子中活化分子的数目,从而增大了化学反应速率。
• 化学平衡（动态平衡）
  • 化学平衡状态
    • 在一定条件下,在可逆反应体系中,当正、逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时的状态我们称之为化学平衡状态
  • 化学平衡常数
    • 反应模板
    • 浓度商
    • 化学平衡常数
      • 公式
        • • 固体和液体纯物质一般不列如浓度商和平衡常数
          • 当其他条件相同时,反应物浓度增大可以解释反应物浓度降低会使化学反应速率减小。
            • 单位体积内活化分子数增多
              • 单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大
          • 同理可以解释反应物浓度降低会使化学反应速率减小。
      • 判断
        • K越大
          • 平衡体系中生成物所古的比例越大
            • 正反应进行的程度越大
              • 该反应进行得越完平衡时反应物的转化率越大
        • K越小
          • 该反应进行得越不完全,平衡时反应物的转化率越小
    • 化学平衡的标志
      • 浓度商=化学平衡常数
  • 影响化学平衡的因素
    • 化学平衡移动
      • 在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变反应条件,平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状了态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。
    • 化学平衡移动原理（勒夏特列原理）
      • 如果改变影响平衡的一个因素，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动
    • 浓度对化学平衡的影响
      • 当可逆反应达到平衡时,在其他条件不变的情况下
        • 在等温条件下,对于一个已达到化学平衡的反应,当改变反应物或生成物的浓度时,根据浓度商与平衡常数的大小关系,可以判断化学平衡移动的方向
          • Q=K
            • 平衡状态
              • 不移动
          • Q>K
            • 向正反应方向移动
              • 直到达到新的平衡状态
          • Q<K
            • 向逆反应方向移动
              • 直到达到新的平衡状态
        • 增大反应物浓度/减小生成物浓度
          • 平衡向正反应反向移动
        • 减小反应物浓度/增大生成物浓度
          • 平衡向逆反应方向移动
    • 压强对化学平衡的影响
      • 固体、液体受到影响较小，可忽略
      • 有气体参加的可逆反应
        • 达到平衡状态
          • 增大压强（减小容器容积）
            • 向气体体积缩小的方向移动
          • 减小压强（增大容器体积）
            • 向气体体积增加的方向移动
          • 反应后气体的总体积没有变化的可逆反应
            • 不移动
    • 温度对化学平衡的影响
      • 升高温度
        • 向吸热反应方向移动
      • 降低温度
        • 向放热反应方向移动
• 化学反应方向
• 化学反应调控
  • 通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行
  • 两个影响方面
    • 参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素
    • 反应条件
      • 压强
      • 温度
      • 催化剂
      • 浓度
      • 综合考虑
  • 实际生产中应考虑
    • 设备条件
    • 安全操作
    • 经济成本
    • 环境保护
    • 社会效益