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化学平衡转化率规律

化学平衡转化率规律

一、化学反应速率

1. 化学反应速率的概念

化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。

2. 化学反应速率的表示方法

对于反应体系体积不变的化学反应,通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示。

3. 化学反应速率的计算规律

①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系:同一时间内,用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

②化学反应速率的计算规律:同一化学反应,用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比。这是关于化学反应速率的计算或换算的依据。

4. 化学反应速率的特点

①反应速率不取负值,用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值。

②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时,可能有不同的速率数值,但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。

小贴士:

①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率,而不是在某一时刻的瞬时速率。

②对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。表示化学反应的速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。

③由于反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。通常是通过增大该物质的表面积(如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等)来加快反应速率。

二、影响化学反应速率的因素

1. 发生化学反应的前提——有效碰撞理论

①有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子之间必须发生碰撞。反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生,多数碰撞并不能导致反应的发生,是无效碰撞。碰撞的频率越高,则化学反应速率就越大。

②活化分子和活化能:在化学反应中,能量较高,有可能发生有效碰撞的分子是活化分子。活化分子之间之所以能够发生有效碰撞,是由于它们的能量高,发生碰撞时,能够克服相撞分子之间的排斥力,分子内部原子之间的“结合力”,从而导致反应物分子,重新组合成生成物分子,发生化学反应。活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需的最低能量)是活化能。活化能与化学反应速率:活化分子数目的多少决定了有效碰撞发生的次数。在分子数确定时,活化分子百分数增大,有效碰撞的次数增多,反应速率加快。

2. 决定化学反应速率的内部因素

不同的化学反应具有不同的反应速率,影响反应速率的主要因素是内因,即参加反应的物质本身的性质。内因:参加反应的物质的性质和反应的历程,是决定化学反应速率的主要因素。

3. 影响化学反应速率的外部因素

当物质确定时(即内因固定),在同一反应中,影响反应速率的因素是外因,主要有温度、浓度、压强、催化剂等。

(1)浓度对化学反应速率的影响:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以加快反应速率;减小反应物的浓度,可以减慢化学反应的速率。理论解释:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子百分数是一定的,即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。

(2)压强对反应速率的影响:对于有气体参与的反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。理论解释:对气体来说,若其他条件不变,增大压强,实际上是增大了单位体积内活化分子的数目。因此单位体积内活化分子有效碰撞次数增多,使化学反应速率增大。因此增大压强可以增大化学反应速率。而压强影响的是有气体参加的反应的速率变化(即三段式解题中只有气体前的系数和为不为零的反应才会受影响),通常我们不指明是只加压强使某一个单独气体的浓度改变导致的速率的改变。至于非气体参加的反应或有多个气体但系数和为零的反应则不受压强影响(恒温恒容条件下)。另外如果是恒压条件下改变容器体积则不会改变压强进而影响平衡的移动因为我们是保持容器内所有气体的压强不变的!恒压条件下改变容器体积相当于改变容器内压强和温度的条件之一!所以要注意区分!恒温恒压条件下改变容器体积则会影响平衡的移动!因为此时容器体积的改变相当于改变了容器内各组分的浓度!影响平衡的移动!此时若体积缩小则相当于加压的效果!反之则相当于减压的效果!当然这是在密闭容器中进行的实验!若容器不密闭则不存在上述效果!因为容器内的压强无法恒定


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