化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡復(fù)習(xí)課件

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的定義反應(yīng)速率的定義化學(xué)反應(yīng)速率是指反應(yīng)物濃度或生成物濃度隨時間的變化率。單位通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示。反應(yīng)速率的影響因素溫度溫度升高，反應(yīng)速率加快。因為溫度升高，分子運(yùn)動加快，碰撞頻率增加，有效碰撞的概率也增加。濃度反應(yīng)物濃度增加，反應(yīng)速率加快。因為濃度增加，單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子數(shù)增多，碰撞頻率增加，有效碰撞的概率也增加。催化劑催化劑能改變反應(yīng)速率，但不改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)。因為催化劑提供了新的反應(yīng)路徑，降低了活化能，使有效碰撞的概率增加。表面積固體反應(yīng)物的表面積增加，反應(yīng)速率加快。因為表面積增加，反應(yīng)物與反應(yīng)物的接觸面積增大，碰撞頻率增加，有效碰撞的概率也增加。溫度對反應(yīng)速率的影響1溫度升高反應(yīng)速率加快2溫度降低反應(yīng)速率減慢壓力對反應(yīng)速率的影響1氣體反應(yīng)氣體反應(yīng)的壓力升高，反應(yīng)速率加快。2體積減小壓力升高導(dǎo)致反應(yīng)體系體積減小，反應(yīng)物分子更容易碰撞。3碰撞頻率碰撞頻率增加，反應(yīng)速率加快。催化劑對反應(yīng)速率的影響降低活化能催化劑提供了一條新的反應(yīng)路徑，降低了反應(yīng)的活化能，使更多分子能夠參與反應(yīng)，從而加速反應(yīng)速率。提高反應(yīng)速率催化劑可以顯著提高反應(yīng)速率，但不改變反應(yīng)的平衡常數(shù)，即不影響反應(yīng)的最終平衡狀態(tài)。選擇性催化某些催化劑對特定的反應(yīng)具有選擇性，可以促進(jìn)特定反應(yīng)的進(jìn)行，而抑制其他反應(yīng)的發(fā)生。濃度對反應(yīng)速率的影響1反應(yīng)物濃度增加反應(yīng)速率加快2產(chǎn)物濃度增加反應(yīng)速率減慢3濃度變化影響反應(yīng)速率表面積對反應(yīng)速率的影響增加表面積更多接觸點(diǎn)，反應(yīng)速率提高。粉末狀比塊狀物質(zhì)更容易反應(yīng)。催化劑提供更大表面積，加速反應(yīng)。反應(yīng)機(jī)理和活化能反應(yīng)機(jī)理描述反應(yīng)發(fā)生的步驟，包括中間體的形成和斷裂。活化能反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的最低能量，影響反應(yīng)速率?；瘜W(xué)反應(yīng)動力學(xué)1反應(yīng)速率常數(shù)描述反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系。2活化能反應(yīng)物分子必須克服的能量障礙，才能發(fā)生反應(yīng)。3碰撞理論解釋反應(yīng)速率與反應(yīng)物分子碰撞頻率和有效碰撞之間的關(guān)系。4過渡態(tài)理論解釋反應(yīng)速率與反應(yīng)物分子通過過渡態(tài)的速率之間的關(guān)系?；瘜W(xué)平衡的定義可逆反應(yīng)化學(xué)平衡發(fā)生在可逆反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物之間存在相互轉(zhuǎn)化。動態(tài)平衡化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡，反應(yīng)物和生成物的轉(zhuǎn)化速度相等，但反應(yīng)并沒有停止。宏觀不變在化學(xué)平衡狀態(tài)下，反應(yīng)體系的宏觀性質(zhì)保持不變，例如濃度、顏色、壓力等。化學(xué)平衡的特點(diǎn)動態(tài)平衡反應(yīng)在正逆兩個方向同時進(jìn)行,速率相等,宏觀上表現(xiàn)為體系的組成不再發(fā)生變化?？赡嫘曰瘜W(xué)平衡是一個可逆的過程,條件改變后,平衡會發(fā)生移動,達(dá)到新的平衡狀態(tài)。影響化學(xué)平衡的因素溫度溫度變化會影響平衡常數(shù)，進(jìn)而改變平衡位置。壓力壓力變化主要影響氣體反應(yīng)，影響平衡位置，但不會改變平衡常數(shù)。濃度改變反應(yīng)物或生成物的濃度，平衡會向減小濃度變化的方向移動，但平衡常數(shù)不變。溫度對平衡的影響1吸熱反應(yīng)升溫，平衡右移2放熱反應(yīng)升溫，平衡左移壓力對平衡的影響1增加壓力增加壓力會使平衡向體積減小的方向移動，以減小壓力的影響。2減少壓力減少壓力會使平衡向體積增大的方向移動，以增加壓力的影響。濃度對平衡的影響1增加反應(yīng)物濃度平衡向生成物方向移動2增加生成物濃度平衡向反應(yīng)物方向移動3降低反應(yīng)物濃度平衡向反應(yīng)物方向移動4降低生成物濃度平衡向生成物方向移動化學(xué)平衡常數(shù)的計算反應(yīng)物濃度生成物濃度平衡常數(shù)K可以通過平衡時反應(yīng)物和生成物濃度的比值計算得到。平衡常數(shù)和自發(fā)性正向反應(yīng)平衡常數(shù)（K）大于1，表明正向反應(yīng)占主導(dǎo)，自發(fā)進(jìn)行。逆向反應(yīng)平衡常數(shù)（K）小于1，表明逆向反應(yīng)占主導(dǎo)，自發(fā)進(jìn)行。平衡狀態(tài)平衡常數(shù)（K）等于1，表明正逆反應(yīng)速率相等，處于平衡狀態(tài)。勒夏特列原理平衡狀態(tài)被擾動后，體系將朝著減弱擾動方向進(jìn)行移動。溫度升高，平衡向吸熱方向移動；溫度降低，平衡向放熱方向移動。增大壓力，平衡向氣體體積減小的方向移動；減小壓力，平衡向氣體體積增大的方向移動。增加反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動；增加生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動。應(yīng)用勒夏特列原理解決問題1平衡移動預(yù)測預(yù)測化學(xué)反應(yīng)平衡移動的方向2反應(yīng)條件優(yōu)化優(yōu)化反應(yīng)條件以提高產(chǎn)率或速度3實際應(yīng)用應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域酸堿平衡和pH值酸性溶液酸性溶液的pH值小于7，例如鹽酸和醋酸。堿性溶液堿性溶液的pH值大于7，例如氫氧化鈉和氨水。中性溶液中性溶液的pH值等于7，例如純水。緩沖溶液的性質(zhì)抵抗pH變化緩沖溶液可以抵御少量酸或堿的加入，保持溶液pH值相對穩(wěn)定。維持穩(wěn)定性緩沖溶液在生物化學(xué)反應(yīng)中至關(guān)重要，幫助維持細(xì)胞和體液的pH值穩(wěn)定。特定pH范圍每種緩沖溶液都有一個特定的pH值范圍，在該范圍內(nèi)緩沖能力最強(qiáng)。溶度積與沉淀溶度積常數(shù)表示難溶鹽在飽和溶液中，金屬陽離子和陰離子濃度乘積的常數(shù)。沉淀的生成當(dāng)離子積大于溶度積常數(shù)時，難溶鹽會析出沉淀。沉淀的溶解當(dāng)離子積小于溶度積常數(shù)時，沉淀會溶解。離子平衡和配位平衡離子平衡弱電解質(zhì)在溶液中存在著電離平衡，如弱酸、弱堿和難溶鹽等。離子平衡主要研究電解質(zhì)溶液中各離子的濃度及平衡常數(shù)，如酸堿平衡、溶度積平衡等。配位平衡金屬離子與配體結(jié)合形成配位化合物，也存在著配位平衡。配位平衡主要研究金屬離子與配體之間的相互作用，如配位反應(yīng)、配位平衡常數(shù)等。電化學(xué)反應(yīng)與電極電位1氧化還原反應(yīng)電化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)上是氧化還原反應(yīng)，涉及電子的轉(zhuǎn)移。2電極電位電極電位衡量了電極中發(fā)生氧化或還原反應(yīng)的趨勢。3電池通過連接兩個具有不同電極電位的電極，可以構(gòu)建電池，產(chǎn)生電流。自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)無需外界能量輸入即可進(jìn)行的反應(yīng)。例如，冰在室溫下融化。非自發(fā)反應(yīng)需要外界能量輸入才能進(jìn)行的反應(yīng)。例如，水在室溫下不會自動分解成氫氣和氧氣。自由能與化學(xué)反應(yīng)自由能自由能是衡量化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的重要指標(biāo)，它代表了在恒溫恒壓下可用于做功的能量。負(fù)值當(dāng)自由能變化為負(fù)值時，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，意味著釋放能量。正值當(dāng)自由能變化為正值時，反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行，需要外界提供能量才能進(jìn)行。熵變和焓變熵變(ΔS)衡量系統(tǒng)混亂程度的變化，通常與熱力學(xué)第二定律相關(guān)聯(lián)。焓變(ΔH)衡量系統(tǒng)熱量的變化，反映反應(yīng)中的能量變化。吉布斯自由能和化學(xué)平衡吉布斯自由能衡量反應(yīng)自發(fā)性的指標(biāo)，由焓變和熵變決定?；?/p>