Question

平衡反应速率

Answer 1

化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。可用ΔrGm=ΣνΑμΑ=0判断，μA是反应中A物质的化学势。根据勒夏特列原理，如一个已达平衡的系统被改变，该系统会随之改变来抗衡该改变。化学平衡是—种动态平衡 [1] 。
用可逆反应中正反应速率和逆反应速率的变化表示化学平衡的建立过程。化学平衡的本质：正反应速率等于逆反应速率。
基本含义
化学平衡的建立是以可逆反应为前提的。可逆反应是指在同一条件下既能正向进行又能逆向进行的反应。绝大多数化学反应都具有可逆性，都可在不同程度上达到平衡。化学平衡则是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。可用ΔrGm=ΣνΑμΑ=0判断，μA是反应中A物质的化学势。根据吉布斯自由能判据，当ΔrGm=0时，反应达最大限度，处于平衡状态。根据勒夏特列原理，如一个已达平衡的系统被改变，该系统会随之改变来抗衡该改变。
通常说的四大化学平衡为氧化还原平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、酸碱平衡。 [2]
化学平衡在分析化学中有着极为重要的应用。
平衡常数
化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数。 [3]
反应aA（g）+bB（g）=cC（g）+dD（g）
K=（Cc×Dd）/（Aa×Bb）
平衡移动
在化学反应条件下，因反应条件的改变，使可逆反应从一种平衡状态转变为另一种平衡状态的过程，叫化学平衡的移动。化学平衡发生移动的根本原因是正逆反应速率不相等，而平衡移动的结果是可逆反应到达了一个新的平衡状态，此时正逆反应速率重新相等（与原来的速率可能相等也可能不相等）。
影响化学平衡移动的因素主要有浓度、温度、压强等。
平衡过程
(1)过程（动力学角度）
从动力学角度看，反应开始时，反应物浓度较大，产物浓度较小，所以正反应速率大于逆反应速率。随着反应的进行，反应物浓度不断减小，产物浓度不断增大，所以正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大。当正、逆反应速率相等时，系统中各物质的浓度不再发生变化，反应就达到了平衡。此时系统处于动态平衡状态，并不是说反应进行到此就完全停止．
(2)过程（微观角度）
从微观角度讲则是因为在可逆反应中，反应物分子中的化学键断裂速率与生成物化学键的断裂速率相等所造成的平衡现象。

Answer 2

化学反应速率和化学平衡是中学化学重要的理论内容之一，是高考的必考内容。但实行3+x高考模式后，其难度有所下降，在复习这部分内容时，要掌握有关概念和规律、化学反应速率及其影响条件、化学平衡状态的概念及其影响平衡的条件，另外还要注意一些特殊情况的把握。现将这部分主要的考点梳理一二：
一．影响化学反应速率的条件
对速率这部分内容，常用的一条规律是：同一化学反应的速率可以用不同的物质来表示，其数值可能不同，但意义可以一样；并且用不同物质表示的化学反应速率之比等于方程式中相应计量数之比。另外，对于可逆反应，条件改变对速率的影响总是同方向的，V正和V逆的变化是增大都增大，减小都减小，决不会一个增大一个减小。影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，但可以发生变化的是外界因素，常有如下方面：
1、浓度
在其他条件不变时，增大反应物的浓度，会使单位体积所含活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快；减少反应物浓度，会使单位体积所含活化分子数减少，有效碰撞次数减少，反应速率减小。
2、压强
在其他条件不变时，对于有气体参加的化学反应，增大压强，相当于增大气体浓度，反应速率加快；减小压强，相当于减小气体浓度，反应速率减小。
注意：对于参加反应的固体、液体或溶液，由于改变压强，对它们的浓度改变很小，可以认为它们的反应速率与压强无关。
对于气体反应体系，有以下几种情况：
（1）恒温时：增大压强体积缩小浓度增大反应速率加快。
（2）恒容时：
①充入气体反应物浓度增大总压增大速率加快
②充入“惰气”总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。
（3）恒压时：充入“惰气”体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢。总之，压强改变，若引起浓度改变，速率则改变。
3、温度
在其他条件不变时，温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2—4倍。
4、使用催化剂
能改变化学反应的途径，使原来难以进行的化学反应分成几步易进行的反应，从而大幅度改变了化学反应的速率。
5、其他影响化学反应速率的条件
光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂、原电池反应等都会影响反应速率的变化。
二．化学平衡状态的判定
对于可逆反应mA(g) nB(g)＋pC(g)，在一定条件下达到平衡状态有以下十个标志：
①A的分解速率与A的生成速率相等。
②单位时间内生成n molB和p molC的同时，生成m molA。
③A、B、C、的物质的量不再改变。
④A、B、C的浓度不再改变。
⑤A、B、C的百分含量（物质的量分数、体积分数、质量分数）不再改变。
⑥A的转化率达到最大，且保持不变。
⑦恒温、恒压、绝热的情况下，体系内温度不再改变。
⑧若某一反应物或生成物有颜色，颜色稳定不变。
⑨当m≠n+p时，恒容下总压强不再改变。（对于m=n+p时，p总不能作为判定依据，因为不论反应开始，还是达到平衡，体系的总压强均不改变。）
⑩当m≠n+p时，混合气体的平均相对分子质量不随时间变化。（在m=n+p时，M不能作为判断依据，因为恒容条件下，总质量不变，总的物质的量不变，则M亦不变。若是全气态反应，恒容条件下，混合气体的密度p无论起始还是达到平衡，始终不变。
上述十个标志实本质上可以归纳为两个基本判断依据：一是V正=V逆（①②⑦的基本依据），二是平衡混合物中各组分的相对含量保持不变（③④⑤⑥⑧⑨⑩的基本依据）。答题时要注意对于不同反应，具体问题具体分析，仔细分辨V正=V逆和百分含量保持不变不同的表达方式。
三．影响化学平衡的条件
条件的改变（其他条件不变） 化学平衡的移动
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 正向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 逆向移动
压强
(对有气体存在的反应) 增大压强 向气体体积减少的方向移动
减小压强 向生成更多气体的方向移动
温度 升高温度 向吸热方向移动
降低温度 向放热方向移动
催化剂 使用催化剂 不改变平衡状态
小结 改变外界条件 向削弱这种改变的方向移动
四．解题方法归纳
2．等效平衡的规律
在一定条件下（定温、定容或定温、定压），对同一可逆反应，通过不同的途径，达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡，此类平衡的规律是：
①、在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数不等的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数换算成同一边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。
②、在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要按化学计量数换算成同一边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。
③、在定温、定压条件下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。
3．正确识别图象
改变外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响，可用各种图象来表示，解答图象题目的方法思路是：
（1）看懂图象：一看面（即看清横坐标和纵坐标），二看线（即看线的走向、变化的趋势），三看点（即看线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点，“先拐先平数值大”），四看要不要作辅助线（如等温线、等压线），五看定量图象中有关量的多少。
（2）联想规律：即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，且熟练准确。
（3）作出判断：认准某些关键数据在解题中的特定作用。全面、准确地从图中找出直接或隐含的相关化学知识。