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化学反应速率和化学平衡讲义

[考纲要求] 1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算化学反应的转化率(α)。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。4.掌握化学平衡的特征，了解化学平衡常数K的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

考点一 化学反应速率及其影响因素

(一)化学反应速率的计算及速率常数

化学反应速率的计算

X的浓度变化量?mol·L－1? |Δc| |Δn|

根据图表中数据和定义计算：v(X)＝ ，即v(X)＝Δt＝ ，计

时间的变化量?s或min或h?

V·Δt

算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积V，盲目地把Δn当作Δc代入公式进行计算，同时还要注意单位及规范书写，还要根据要求注意有效数字的处理。

根据化学方程式计算：对于反应“mA＋nB===pC＋qD”，有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝

m∶n∶p∶q。

速率常数

假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v

＝kca(A)cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。

正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系

v v对于基元反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)， ＝k ·ca(A)·cb(B)， ＝k ·cc(C)·cd(D)

v v

正 正 逆 逆

cc?C?·cd?D? k·v k

衡常数K＝

＝正 逆，反应达到平衡时v ＝v ，故K＝正。

ca?A?·cb?B? k·v

正 逆 k

逆 正 逆

(二)正确理解化学反应速率的影响因素

内因——活化能

活化能是指为了能发生化学反应，普通分子(具有平均能量的分子)变成活化分子所需要吸收的最小能量，即活化分子比普通分子所多出的那部分能量。相同条件下，不同化学反应的速率不同，主要是内因——活化能大小不同所致，活化能小的化学反应速率快，活化能大的反

应速率慢。

注意 反应热为正、逆反应活化能的差值。

外因

相同的化学反应，在不同条件下，化学反应速率不同，主要原因是外因——浓度、压强、温度、催化剂、光照、接触面积等因素不同所致。

浓度(c)：增大(减小)反应物浓度→单位体积内活化分子数目增加(减少)，活化分子百分数不变→有效碰撞频率提高(降低)→化学反应速率加快(减慢)。

压强(p)：对于气相反应来说，增大(减小)压强→相当于减小(增大)容器容积→相当于增大(减小)反应物的浓度→化学反应速率加快(减慢)。

注意 “惰性气体”对反应速率的影响

①恒容：充入“惰性气体”―引―起→总压增大―→参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。

②恒压：充入“惰性气体”―引―起→体积增大―引―起→参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减

小)―引―起→反应速率减小。

温度(T)：升高(降低)温度→活化分子百分数增大(减小)→有效碰撞频率提高(降低)→化学反应速率加快(减慢)。

催化剂

①添加催化剂→降低反应的活化能→活化分子百分数增大→有效碰撞频率提高→化学反应速率加快。

②添加催化剂→降低反应的活化能→降低反应所需的温度→减少能耗。

2 3 2③添加催化剂能改变反应的路径，如乙醇的氧化实验，该实验的总反应为 2CH3CH2OH＋O―→2CHCHO＋2HO，活化能为E ；使用铜丝作催化剂将一步反应改变为两步反应，

2 3 2

总

2 总 总2 1 3 2一步反应为 2Cu＋O==△===2CuO，活化能为 E；第二步反应为 CHCHOH＋CuO――△→CH3CHO＋Cu＋H2O，活化能为E；由于E1E 、E

2 总 总

2 1 3 2

④催化剂的选择性：对于在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，理想的催

化剂还具有大幅度提高目标产物在最终产物中比率的作用。

⑤酶作催化剂的特点：高效性、专一性(高选择性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽)、温和性(反应条件温和，温度升高，酶发生变性失去催化活性)。

角度一 化学反应速率的影响及控制

1．(2015·海南，8改编)10mL浓度为1mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下

列溶液，能加快反应速率但又不影响氢气生成量的是( )

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