化學(xué)反應(yīng)速率及平衡

1、第一部分 化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)：綜合判據(jù)（自由能判據(jù)）：G=HTS 0。1焓判據(jù)：H0；放熱反應(yīng)：H0，體系能量降低。典型的放熱反應(yīng)有：燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬與酸或水的反應(yīng)、大多數(shù)化合反應(yīng)、緩慢氧化反應(yīng)等；吸熱反應(yīng)：H0，體系能量升高。典型的吸熱反應(yīng)有：大多數(shù)分解反應(yīng)、C與CO2高溫下的反應(yīng)、水煤氣反應(yīng)、Ba(OH)2晶體與NH4Cl的反應(yīng)、絕大多數(shù)弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解反應(yīng)等。2熵判據(jù)：S0；熵（S）在微觀上代表體系的混亂（或無序）程度。熵增原理是在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，即S0。對(duì)于同種物質(zhì)：S(g) S(l) S(s)。典型的熵增過程有：生成

2、氣體或氣體的物質(zhì)的量增多的反應(yīng)；固體熔化、液體氣化、固體升華；擴(kuò)散（包括固體溶解）。中學(xué)常見的熵增主導(dǎo)的反應(yīng)：SiO2+4HF=SiF4+2H2ONa2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2CaCO3 + SiO2CaSiO3 + CO2C + MgO Mg + CONa + KClK + NaCl2C + SiO2 Si + 2CO注意：(1)判斷某一反應(yīng)進(jìn)行的方向，必須綜合考慮體系的焓變與熵變；(2)在討論反應(yīng)方向問題時(shí)，是指一定溫度、壓強(qiáng)下，沒有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用（如：電解、光照等），就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果；(3)反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方

3、向，不能確定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生以及反應(yīng)發(fā)生的速率。即反應(yīng)的自發(fā)性只提供反應(yīng)發(fā)生的可能性（趨勢(shì)），而不提供有關(guān)反應(yīng)是否能現(xiàn)實(shí)發(fā)生的信息。第二部分 化學(xué)反應(yīng)速率一化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法1定義：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示，其表達(dá)式為： = c/t。式中：v化學(xué)反應(yīng)速率，單位mol/(L·min)、mol/(L·s)、mol/(L·h)c濃度變化，單位mol/Lt時(shí)間，單位s、min、h2宏觀意義：化學(xué)反應(yīng)速率可用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，均為正值。在中學(xué)階段，化學(xué)反應(yīng)速率通常是指某時(shí)間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不指某時(shí)刻的瞬時(shí)速率。3

4、同一反應(yīng)中不同物質(zhì)表示的速率：同一反應(yīng)選用不同物質(zhì)表示的速率，數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。對(duì)于同一反應(yīng)，各物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率之比化學(xué)計(jì)量數(shù)之比各物質(zhì)轉(zhuǎn)化濃度之比。如：化學(xué)反應(yīng)mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g)v (A)v(B) v(C) v(D) = mnpq。4純固體、純液體:純固體、純液體的濃度視為定值，故不能用該速率表達(dá)式表示它們的化學(xué)反應(yīng)速率。5化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定：測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)鍵是測(cè)定某一時(shí)間間隔內(nèi)反應(yīng)體系中某物質(zhì)濃度的變化。由于物質(zhì)的某些物理性質(zhì)（如壓強(qiáng)、體積、吸光度、電導(dǎo)率等）與其物質(zhì)的量或濃度存在函數(shù)關(guān)系，因此人們常用物理方法準(zhǔn)確而快速地測(cè)定

5、反應(yīng)物或生成物濃度的變化來確定化學(xué)反應(yīng)速率。6化學(xué)反應(yīng)速率的微觀解釋：化學(xué)反應(yīng)速率表示單位體積內(nèi)活化分子之間發(fā)生有效碰撞的頻率。簡化的有效碰撞模型：有效碰撞：具有較高能量及一定的相對(duì)取向的分子之間的碰撞，可認(rèn)為是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充要條件；活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子；活化能：活化分子平均能量與普通反應(yīng)物分子平均能量之差。二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1內(nèi)因（決定因素）：反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；2外因：主要有濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等，其它因素還包括有固體表面積、光照、超聲波、放射線、溶劑、電弧、強(qiáng)磁場(chǎng)、研磨等。只考慮單一因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響（其它因素保持不變），化學(xué)反應(yīng)速率變化的趨勢(shì)如下表所示：

6、影響因素反應(yīng)物濃度c壓強(qiáng)p溫度T使用催化劑化學(xué)反應(yīng)速率vvvv注：純固體和純液體的濃度無法改變，只能改變其接觸面積；改變壓強(qiáng)相當(dāng)于改變氣體的濃度，壓強(qiáng)對(duì)固體、液體的影響忽略不計(jì)；催化劑不特殊聲明，均指正催化劑，對(duì)于可逆反應(yīng)，催化劑可以同等地改變正、逆反應(yīng)速率。各種外因影響化學(xué)反應(yīng)速率的微觀機(jī)理可利用簡化的有效碰撞模型進(jìn)行解釋，如下表所示（只考慮單一因素的影響）：影響因素單位體積分子數(shù)目活化分子百分?jǐn)?shù)單位體積活化分子數(shù)目單位體積有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)物濃度c壓強(qiáng)p溫度T使用催化劑具體解釋如下：反應(yīng)物濃度影響反應(yīng)速率的原因：反應(yīng)物濃度增大單位體積分子數(shù)目增多單位體積活化分子數(shù)目增多單位體積有

7、效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大。 壓強(qiáng)影響反應(yīng)速率的原因：增大壓強(qiáng)體積變小氣體反應(yīng)物的濃度增大單位體積活化分子數(shù)目增加單位體積有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大。 溫度影響反應(yīng)速率的原因：升高溫度分子能量增大活化分子百分?jǐn)?shù)增多單位體積活化分子數(shù)目增加單位體積有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大。 催化劑影響反應(yīng)速率的原因：使用催化劑降低總反應(yīng)的活化能活化分子百分?jǐn)?shù)增多單位體積活化分子數(shù)目增加單位體積有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大。下列能量圖示中的虛線表示出使用催化劑后對(duì)化學(xué)反應(yīng)活化能的影響：【經(jīng)典例題】1硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 +

8、 SO2 + S + H2O，下列各組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁的是 實(shí)驗(yàn)反應(yīng)溫度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/（mol/L）V/mLc/（mol/L）V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素眾多，本題從濃度和溫度兩個(gè)因素考查，非常忠實(shí)于教材（選修四），只要抓住濃度越大，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越大，便可以選出正確答案。答案：D2一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示：下列描述正確的是：A反應(yīng)開始到10 s，用Z表示的反應(yīng)速率為0.15

9、8 mol/(L·s)B反應(yīng)開始到10 s，X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79 mol/LC反應(yīng)開始到10 s時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%D反應(yīng)的化學(xué)方程式為：X(g)+Y(g)Z(g)解析：該題通過物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線考查運(yùn)用圖象信息分析問題、解決問題的能力，在歷年高考中多次出現(xiàn)。A、B兩個(gè)選項(xiàng)都是把縱坐標(biāo)當(dāng)成物質(zhì)的量濃度所得到的計(jì)算結(jié)果，而事實(shí)上縱坐標(biāo)是物質(zhì)的量，在計(jì)算反應(yīng)速率和物質(zhì)的量濃度減少時(shí)都忽略了體積2 L；Y的轉(zhuǎn)化率為Y的物質(zhì)的量的減少值（1.000.21）與原物質(zhì)的量1.00的比值，計(jì)算值為79.0%；X、Y、Z三種物質(zhì)變化物質(zhì)的量的比為1 : 1 : 2，反應(yīng)的化學(xué)方

10、程式應(yīng)為：X(g)+Y(g)2 Z(g)。答案：C3Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2，所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物?，F(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP，探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)控制p-CP的初始濃度相同，恒定實(shí)驗(yàn)溫度在298 K或313 K（其余實(shí)驗(yàn)條件見下表），設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。（1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表（表中不要留空格）。編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康腡/KpHc/10-3 mol·L-1H2O2Fe2+為以下實(shí)驗(yàn)作參考29836.00.30探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響298106.00.30數(shù)據(jù)處理實(shí)

11、驗(yàn)測(cè)得p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖。（2）請(qǐng)根據(jù)右上圖實(shí)驗(yàn)曲線，計(jì)算降解反應(yīng)在50 150 s內(nèi)的反應(yīng)速率：v (p-CP) = _mol·L-1·s-1解釋與結(jié)論（3）實(shí)驗(yàn)、表明溫度升高，降解反應(yīng)速率增大。但溫度過高時(shí)反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小，請(qǐng)從Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因：_。（4）實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：pH = 10時(shí)，_。思考與交流（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)需在不同時(shí)間從反應(yīng)器中取樣，并使所取樣品中的反應(yīng)立即停止下來。根據(jù)上圖中的信息，給出一種迅速停止反應(yīng)的方法：_。解析：（1）實(shí)驗(yàn)是對(duì)照實(shí)驗(yàn)，所以與實(shí)驗(yàn)相比，實(shí)驗(yàn)和只能改變一個(gè)條件，這樣才能起到對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的

12、，則實(shí)驗(yàn)是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，即T=313 K，pH=3，c(H2O2)=6.0 mol·L-1，c(Fe2)=0.30 mol·L-1，實(shí)驗(yàn)顯然是探究pH的大小對(duì)反應(yīng)速率的影響；（2）在50150 s內(nèi)，c(p-CP)=0.8 mol·L-1，則v (p-CP)=0.08 mol·L-1·s-1；（3）溫度過高時(shí)，H2O2分解，c(H2O2)濃度減小，導(dǎo)致反應(yīng)速率減??；（4）從圖中看出，pH=10時(shí)，c(p-CP)不變，即反應(yīng)速率為零，說明堿性條件下，有機(jī)物p-CP不能降解；（5）從第（4）可以得出，在樣品液中加入NaOH溶液，使溶液的

13、pH迅速增大，反應(yīng)停止。答案：（1）編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康腡/KpHc/10-3mol·L-1H2O2Fe2+31336.00.30探究pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響（2）8.0×10-6（3）過氧化氫在溫度過高時(shí)迅速分解（4）反應(yīng)速率趨于零（或該降解反應(yīng)趨于停止）（5）將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH約為10（或?qū)⑺悠敷E冷等其它合理答案均可）4“溫室效應(yīng)”是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此，控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。（1）下列措施中，有利于降低大氣中CO2濃度的有_。（填字母）a減少化石燃料的使用 b植樹造林，增

14、大植被面積c采用節(jié)能技術(shù) d利用太陽能、風(fēng)能（2）將CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物可有效實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的例子很多，如：a6CO2 + 6H2OC6H12O6bCO2 + 3H2CH3OH +H2OcCO2 + CH4CH3COOHd2CO2 + 6H2CH2=CH2 + 4H2O以上反應(yīng)中，最節(jié)能的是_，原子利用率最高的是_。（3）文獻(xiàn)報(bào)道某課題組利用CO2催化氫化制甲烷的研究過程如下：反應(yīng)結(jié)束后，氣體中檢測(cè)到CH4和H2，濾液中檢測(cè)到HCOOH，固體中檢測(cè)到鎳粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2的產(chǎn)量和鎳粉用量的關(guān)系如下圖所示（僅改變鎳粉用量，其他條件不變）：研究人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出

15、結(jié)論：HCOOH是CO2轉(zhuǎn)化為CH4的中間體， 即：CO2HCOOHCH4寫出產(chǎn)生H2的反應(yīng)方程式_。由圖可知，鎳粉是_。（填字母）a反應(yīng)I的催化劑b反應(yīng)II的催化劑c反應(yīng)I、II的催化劑d不是催化劑當(dāng)鎳粉用量從1 mmol增加到10 mmol，反應(yīng)速率的變化情況是_。（填字母）a反應(yīng)I的速率增加，反應(yīng)II的速率不變b反應(yīng)I的速率不變，反應(yīng)II的速率增加c反應(yīng)I、II的速率均不變d反應(yīng)I、II的速率均增加，且反應(yīng)I的速率增加得快e反應(yīng)I、II的速率均增加，且反應(yīng)II的速率增加得快f反應(yīng)I的速率減小，反應(yīng)II的速率增加解析：（1）原子利用率等于期望產(chǎn)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量之比，只有反應(yīng)c的原

16、子利用率為100，反應(yīng)a的生成物中除期望產(chǎn)物（葡萄糖）外還有氧氣產(chǎn)生；（2）鐵粉與水蒸氣在加熱條件下生成Fe3O4和氫氣，生成的氫氣將和CO2反應(yīng)產(chǎn)生甲酸，進(jìn)一步和甲酸反應(yīng)產(chǎn)生甲烷；（3）由于反應(yīng)是在固定時(shí)間（6 h）內(nèi)完成，之后進(jìn)行冷卻和物質(zhì)檢驗(yàn)，因此檢驗(yàn)得到的物質(zhì)產(chǎn)量（mmol）即可以代表化學(xué)反應(yīng)的平均速率；（4）Ni為有機(jī)反應(yīng)中常用的加氫催化劑之一，反應(yīng)I、II均為加氫反應(yīng)，故加入Ni粉會(huì)使反應(yīng)的速率均增加，在圖中表現(xiàn)為CH4的生成速率和H2的消耗速率均增大；（5）從圖中可見隨著鎳粉用量從1 mmol增加到10 mmol，甲酸的產(chǎn)量在迅速減少，說明甲酸的消耗速率大于其生成速率，因此說明反

17、應(yīng)的速率要比反應(yīng)的速率增加得快。答案：（1）abcd （2）a；c（3）3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2；c；e化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡(二)編稿：黃勇 審稿：柳世明 責(zé)編：宋杰【內(nèi)容講解】一化學(xué)平衡狀態(tài)1化學(xué)平衡狀態(tài)：在一定條件下的可逆反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變的狀態(tài)。2化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“逆”：可逆反應(yīng)（在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)）?！暗取保赫?。第一層含義：用同種物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí)，該物質(zhì)的生成速率消耗速率；第二層含義：用不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí)，某反應(yīng)物的消耗(或生成)速率：某生成物的消耗(或生成)速

18、率化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。“定”：平衡混合物中各組分含量(百分含量、物質(zhì)的量、質(zhì)量、濃度、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率等)不隨時(shí)間變化?！皠?dòng)”：正逆反應(yīng)都在進(jìn)行，正逆0，體系處于動(dòng)態(tài)平衡?！白儭保悍磻?yīng)條件改變，正逆反應(yīng)速率可能不再相等，平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)，直至建立新的平衡?！巴保夯瘜W(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)(等效平衡)。對(duì)于同一個(gè)可逆平衡，只要條件相同(溫度、濃度、壓強(qiáng))，不論從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始，或從正、逆兩個(gè)方向同時(shí)開始，均能達(dá)到同一平衡狀態(tài)。例如：相同條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)，投料2 mol SO2和1 mol O2或投料2 mol SO3，最終達(dá)到同一平

19、衡狀態(tài)。3判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：(1)任何情況下均可作為標(biāo)志的：正逆(同一種物質(zhì))；某反應(yīng)物的消耗(或生成)速率：某生成物的消耗(或生成)速率化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；各組分含量(百分含量、物質(zhì)的量、質(zhì)量等)不隨時(shí)間變化。(2)在一定條件下可作為標(biāo)志的：對(duì)于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，顏色不再變化；對(duì)于有氣態(tài)物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，若反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量變化不為0，恒溫恒容，混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量M和總壓p不變；對(duì)于絕熱體系，體系的溫度不變。(3)不能作為判斷標(biāo)志的：各物質(zhì)的物質(zhì)的量或濃度變化或反應(yīng)速率之比化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；對(duì)于有氣態(tài)物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，若反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量變化為0，恒

20、溫恒容，混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量M和總壓p不變。 反應(yīng) mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 是否平衡混合物體系中各成分的含量 各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定 平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定 平衡各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定 平衡總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量一定 不一定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系 在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m mol A同時(shí)生成m mol A平衡在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n mol B 同時(shí)生成p mol C不一定平衡 v A : v B : v C : v D = m : n : p : q不一定平衡在單位時(shí)間內(nèi)生成了n mol B 同時(shí)消耗q mol D不一定平衡總壓

21、強(qiáng) m +n p +q時(shí)，總壓強(qiáng)一定（其它條件一定） 平衡 m +n = p +q時(shí)，總壓強(qiáng)一定（其它條件一定） 不一定平衡混合氣體的平均分子量 m +n p +q時(shí)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一定平衡 m +n = p +q時(shí)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一定不一定平衡溫度絕熱體系的溫度不再變化平衡密度恒溫恒容體系中混合氣體的密度一定不一定平衡顏色有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，顏色不再變化平衡二化學(xué)平衡的移動(dòng)1化學(xué)平衡移動(dòng)的概念：可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)條件（如濃度、壓強(qiáng)、溫度）改變，使v正和v逆不再相等，原平衡被破壞，一段時(shí)間后，在新的條件下，正、逆反應(yīng)速率又重新相等，即v正'=

22、v逆'，此時(shí)達(dá)到了新的平衡狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡的移動(dòng)。應(yīng)注意此時(shí)v正'v正，v逆'v逆。2平衡移動(dòng)原理（勒夏特列原理）：如果改變影響平衡的條件之一（如：溫度、濃度、壓強(qiáng)），平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。（1）濃度：其它條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。注意：由于純固體或純液體的濃度為常數(shù)，所以改變純固體或純液體的量，不影響化學(xué)反應(yīng)速率，因此平衡不發(fā)生移動(dòng)；增大（或減?。┮环N反應(yīng)物A的濃度，可以使另一種反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率增大（或減?。?，而反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率一般減?。ɑ蛟龃螅＃?）壓強(qiáng)

23、：其它條件不變時(shí)，對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)，且反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量（即氣體體積數(shù)）不相等，則當(dāng)縮小體積以增大平衡混合物的壓強(qiáng)時(shí)，平衡向氣體體積數(shù)減小的方向移動(dòng)；反之當(dāng)增大體積以減小平衡混合物的壓強(qiáng)時(shí)，平衡向氣體體積數(shù)增大的方向移動(dòng)；若反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量（即氣體體積數(shù)）相等，達(dá)到平衡后改變壓強(qiáng)，則平衡不移動(dòng)。（3）溫度：其它條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)（H0）方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)（H0）方向移動(dòng)。（4）催化劑：對(duì)于可逆反應(yīng)，催化劑同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，所以化學(xué)平衡不移動(dòng)。小結(jié)：影響平衡移動(dòng)的因素只有濃度、壓強(qiáng)、溫度；平衡移動(dòng)原理的適用范圍是只有單一因素發(fā)生變化

24、的情況（溫度或壓強(qiáng)或一種物質(zhì)的濃度），當(dāng)多個(gè)因素同時(shí)發(fā)生變化時(shí)，情況比較復(fù)雜；平衡移動(dòng)的結(jié)果只能減弱（但不可能抵消）外界條件的變化； 當(dāng)反應(yīng)條件改變時(shí)，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)。例如：改變壓強(qiáng)，對(duì)反應(yīng)前后氣體體積數(shù)相等的反應(yīng)無影響（此時(shí)濃度也改變，同等程度增大或減?。?。因此，在濃度、壓強(qiáng)、溫度三個(gè)條件中，只有溫度改變，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。3分析化學(xué)平衡移動(dòng)問題的一般思路：注意：不要把v正增大與平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)等同；不要把平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)與原料轉(zhuǎn)化率的提高等同。三有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算1基本公式：mV；mnM；氣體方程：pVnRT。（其中：m為質(zhì)量，V為體積，為密度，n為物質(zhì)的量，M為摩爾質(zhì)

25、量，p為氣體的壓強(qiáng)，T為絕對(duì)溫度，R為常數(shù)）導(dǎo)出公式：pMRT轉(zhuǎn)化率（只針對(duì)反應(yīng)物而言）：反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量（或體積、濃度）/反應(yīng)物起始的物質(zhì)的量（或體積、濃度）×100%2化學(xué)平衡常數(shù)：對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定溫度下達(dá)到平衡，其平衡常數(shù)的表達(dá)式：。注意：純固體或純液體的濃度為一定值，不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中。任何一個(gè)平衡常數(shù)表達(dá)式必須和具體的化學(xué)反應(yīng)方程式相匹配。對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，由于方程式書寫形式不同，其平衡常數(shù)表達(dá)式也會(huì)相應(yīng)改變。不同書寫形式的平衡常數(shù)，雖然數(shù)值不同，但實(shí)際含義相同。K值的意義：表示可逆反應(yīng)的限度，K值越大

26、，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，它的正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；反之，就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。一般認(rèn)為K105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。影響K值的外界因素只有溫度，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。通常使用三行式法（起始、轉(zhuǎn)化、平衡）進(jìn)行有關(guān)轉(zhuǎn)化率與平衡常數(shù)的計(jì)算。四化學(xué)平衡圖像題解答化學(xué)平衡圖像題的一般方法：確定橫、縱坐標(biāo)的含義。分析反應(yīng)的特征：正反應(yīng)方向是吸熱還是放熱、氣體體積是增大還是減小或不變、有無固體或純液體物質(zhì)參與反應(yīng)等。分清因果，確定始態(tài)和終態(tài)；必要時(shí)可建立中間態(tài)以便聯(lián)系始、終態(tài)（等效模型）。關(guān)注起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)，分清平臺(tái)和極值點(diǎn)，比較曲

27、線的斜率，把握曲線的變化趨勢(shì)?？刂谱兞浚寒?dāng)圖像中有三個(gè)變量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量之間的關(guān)系。最后檢驗(yàn)結(jié)論是否正確。五等效平衡1等效平衡的含義：在相同條件下，對(duì)同一可逆反應(yīng)，不論從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始，或從正、逆兩個(gè)方向同時(shí)開始，均能達(dá)到同一平衡狀態(tài)，即平衡時(shí)相應(yīng)組分的含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù))相同，這樣的化學(xué)平衡稱為等效平衡。即在滿足質(zhì)量（原子）守恒定律的前提下，一定條件下的同一個(gè)平衡狀態(tài)可以對(duì)應(yīng)無數(shù)個(gè)起始狀態(tài)。2等效模型：在化學(xué)平衡中經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)已達(dá)平衡的某反應(yīng)體系繼續(xù)投入一定量的反應(yīng)物或生成物，再次達(dá)到平衡后討論其濃度、壓強(qiáng)、轉(zhuǎn)化率等的變化趨勢(shì)

28、，并與起始平衡時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行比較。一般的解題思路是在這兩個(gè)平衡狀態(tài)之間建立一個(gè)中間狀態(tài)，進(jìn)行分步討論：此中間狀態(tài)和第一次反應(yīng)達(dá)到的平衡為等效平衡，通過改變外界條件瞬間改變?cè)撝虚g狀態(tài)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理該狀態(tài)最終趨于新的平衡?？赏ㄟ^中間狀態(tài)的移動(dòng)判斷改變條件后的平衡移動(dòng)所造成的相關(guān)量的變化。3等效平衡的規(guī)律：(1)恒溫恒容：反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量改變：根據(jù)質(zhì)量（原子）守恒定律，只要通過化學(xué)計(jì)量數(shù)之比將投料量換算成同一側(cè)物質(zhì)的物質(zhì)的量與原投料量相同，則二者等效。等效平衡時(shí)各物質(zhì)的相對(duì)含量和絕對(duì)量（質(zhì)量、物質(zhì)的量、濃度等）均不變。反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變：只要投料量與原平衡的投料量成比例，即為等效平衡

29、。投料量的變化會(huì)改變?nèi)萜鲀?nèi)的壓強(qiáng)，但對(duì)最終平衡狀態(tài)沒有影響，即第二次平衡中各組分的絕對(duì)量有變化，但相對(duì)含量不變。(2)恒溫恒壓：只要通過化學(xué)計(jì)量數(shù)之比將投料量換算成同一側(cè)物質(zhì)的物質(zhì)的量與原投料量成比例，則二者等效。六適宜生產(chǎn)條件的選擇以合成氨為例將可逆反應(yīng)應(yīng)用于化工生產(chǎn)時(shí)，工藝條件的選擇要從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動(dòng)原理及動(dòng)力、材料、成本等多方面綜合考慮。例如：合成氨工業(yè)：N2 + 3H22NH3 H0根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，結(jié)合合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，應(yīng)采用增大壓強(qiáng)、降低溫度、增大反應(yīng)物濃度等措施。增大壓強(qiáng)，既有利于增大化學(xué)反應(yīng)速率，又有利于提高平衡混合物中NH3的含量，但是壓強(qiáng)增大，需要的動(dòng)力大，

30、對(duì)設(shè)備要求也高；降低溫度，雖有利于提高平衡混合物中NH3的含量，但是化學(xué)反應(yīng)速率小，并會(huì)降低催化劑的活性；增大反應(yīng)物濃度，降低生成物濃度，有利于提高平衡混合物中NH3的含量。此外，使用催化劑可以增大化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間。實(shí)際上，綜合考慮上述因素，合成氨生產(chǎn)的適宜條件一般采用2×107 Pa 3×107 Pa的總壓強(qiáng)；500左右的溫度，此時(shí)催化劑活性最大；一般采用鐵觸媒作為催化劑，使反應(yīng)能在較低溫度下，較快地進(jìn)行；在生產(chǎn)過程中形成循環(huán)，不斷將NH3從平衡混合物中分離出去，將剩余N2、H2及新補(bǔ)充的原料反應(yīng)物循環(huán)回合成塔?！纠}分析】1I2在KI溶液中存在下列平

31、衡：I2 (aq) + I(aq)I3(aq)。某I2、KI混合溶液中，I3的物質(zhì)的量濃度c(I3)與溫度T的關(guān)系如圖所示（曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài)）。下列說法正確的是A反應(yīng)I2 (aq) + I(aq)I3(aq)的H 0B若溫度為T1、T2，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1 K2C若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí)，一定有正 逆D狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大解析：隨著溫度的不斷升高，I3的濃度逐漸的減小，說明反應(yīng)向逆向移動(dòng)，也就意味著該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即H 0，所以A項(xiàng)錯(cuò)；因?yàn)镵 = c(I3)/c(I2)c(I)，T2 T1，所以當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)向逆向移動(dòng)，即K1 K2，B項(xiàng)正

32、確；從圖中可以看出D點(diǎn)并沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，所以它要向A點(diǎn)移動(dòng)，這時(shí)I3的濃度在增加，所以正逆，C項(xiàng)正確；從狀態(tài)A到狀態(tài)B，I3的濃度在減小，那么I2的濃度就在增加，所以D項(xiàng)錯(cuò)。答案：BC2各可逆反應(yīng)達(dá)平衡后，改變反應(yīng)條件，其變化趨勢(shì)正確的是A B C D 解析：A項(xiàng)CH3COOH溶液中加入CH3COONa固體，CH3COOH溶液中CH3COO濃度增加，電離平衡逆向移動(dòng)，c(H+)減小，pH逐漸增大，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)加入KCl對(duì)平衡體系無影響，化學(xué)平衡不移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)恒溫恒壓，加入Ar，各反應(yīng)物的物質(zhì)的量不變，體積變大，各物質(zhì)的量濃度成倍減?。ǖ刃в跍p壓），化學(xué)平衡向體積增大方向移動(dòng)，H2的改變

33、量減小，起始量不變，轉(zhuǎn)化率減小，C錯(cuò)誤；溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，D正確。答案：D3超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層?？茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g)為了測(cè)定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如下表：時(shí)間/s012345c(NO)/mol·L-11.00×1034.50×1042.50×1041.50×1041.00×1041.00

34、5;104c(CO)/mol·L-13.60×1033.05×1032.85×1032.75×1032.70×1032.70×103請(qǐng)回答下列問題（均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響）：（1）在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的H_0（填“”、“”或“”）。（2）前2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2) = _。（3）在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K = _。（4）假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是_。A選用更有效的催化劑 B升高反應(yīng)體系的溫度C降低反應(yīng)體系的溫度 D縮小容器的體積（5）研究表明

35、：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。實(shí)驗(yàn)編號(hào)T /NO初始濃度/ mol·L-1CO初始濃度/ mol·L-1催化劑的比表面積/ m2·g-12801.20×1035.80×10382124350124請(qǐng)?jiān)谝陨媳砀裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中，畫出上表中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線圖，并標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào)。解析：（1）正反應(yīng)熵減小，要自發(fā)進(jìn)行，必須是放熱反應(yīng)

36、，即H 0。（2）以NO計(jì)算，2 s內(nèi)NO的濃度變化為(102.5)×104 mol/L，v(NO) = 7.5×104 / 2 = 3.75×104 mol·L-1·s-1。根據(jù)速率之比等于計(jì)量系數(shù)比可知，v(N2) = 1/2v(NO) = 1.875×104 mol·L-1·s-1。（3）= 5000。（4）催化劑不影響平衡的移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)；該反應(yīng)放熱，故降溫平衡正向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率增大，B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)正確；縮小體積，即增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向移動(dòng)，即正向移動(dòng)，D項(xiàng)正確。（5）本題為實(shí)驗(yàn)探究題，目的是研究溫

37、度和催化劑的比表面積對(duì)速率的影響，研究時(shí)需要控制變量，所以II中數(shù)據(jù)與I比較催化劑的比表面積增大了，故其它的數(shù)據(jù)應(yīng)與I完全相同；III中數(shù)據(jù)與II比較，催化劑的比表面積數(shù)據(jù)未變，但是溫度升高，故其它數(shù)據(jù)也是不能改變的。實(shí)驗(yàn)I、II研究的是催化劑的比表面積對(duì)速率的影響，II、III研究的是溫度對(duì)速率的影響。作圖，可根據(jù)先拐先平的原則，即最里面的線先達(dá)平衡，速率快，應(yīng)對(duì)應(yīng)于III（因?yàn)槠錅囟群痛呋瘎┑谋缺砻娣e是三組中最高的），II比I快，因?yàn)閮山M溫度相同，但是II中催化劑的比表面積大。答案：（1） （2） 1.875×104 mol·L-1·s-1 （3）5000 （4）CD（5）II：280、1.20×103、5.80×103；III：1.2×103、5.80×1034甲酸甲酯發(fā)生水解反應(yīng)：HCOO