《化学反应速率和化学平衡》的复习要点
《化学反应速率和化学平衡》的复习要点
化学反应速率和化学平衡是历年高考的必考内容之一。这部份内容理论性强，不易掌握，学生在学习过程中常将许多知识点相互混淆。而对这部分知识的掌握情况将对弱电解质的电离平衡和盐的水解产生较大的影响。所以有必要对本章的知识要点以及易混淆的问题进行归纳整理。
（一）化学平衡的研究对象是可逆反应，而反应速率研究的对象不一定是可逆反应。
（二）同一反应中，化学反应速率既可用反应物也可用生成物中某一物质在单位时间内的浓度变化表示，其数值大小可能相等也可能不相等，但其数值之比一定等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
（三）影响化学反应速率的条件不一定影响化学平衡。
（1）催化剂能够改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动。例如工业上进行2SO2+O2=2SO3反应，使用催化剂的目的是（）
A. 扩大反应物的接触面
B. 促使平衡向正反应方向移动
C. 缩短达到平衡所需的时间
D. 提高SO2的转化率
分析：因为催化剂能同等程度改变正、逆反应速率，所以可以缩短达到平衡所需的时间，但不能使平衡发生移动。
（2）对于化学方程式中左右两边气体的化学计量数之和相等的可逆反应，改变压强，可以改变反应速率，但不能使化学平衡发生移动。
（3）固体物质颗粒的大小影响化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动，这是由于对固体来说其浓度是一个常数。也就是说增加或减少固体物质的量并不影响化学反应速率，但是若将固体物质全部移走，则不只影响化学反应速率，同时还影响化学平衡。
（四）化学平衡状态建立的标志
（1）V正=V逆≠0
例如可逆反应2SO2+O2=2SO3在密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是（）
①单位时间内生成2n mol SO2的同时生成n molO2
②单位时间内生成2n mol SO2的同时生成n mol SO3
③用SO2来表示的正反应速率和用O2来表示的逆反应速率比为2：1的状态
④用SO2，O2，SO3来表示的反应速率之比为2：1：2的状态
分析：①只表示逆反应，错误。
②表示V正=V逆，正确
③速率比等于系数比，说明反应快慢相同且为正反应速率和逆反应速率即V正=V逆，正确。
④未表示V正和V逆的关系，错误。
（2）反应混和物中各组分的含量保持一定。其中含量可以是物质的量，也可以是物质的量浓度或体积百分含量或物质的量的百分含量。
例如可逆反应2NO2?
2NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是（）
①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2；②单位时间内生成n molO2的同时生成2n mol的NO；③用NO2、NO、O2的物质的量变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态；④混和气体颜色不再改变的状态；⑤混和气体的密度不再改变的状态；⑥混和气体的平均分子量不再改变的状态。
A. ①④⑥
B. ②③⑤
C. ①③④
D. ①②③④⑤⑥
分析：①表示V正=V逆，正确
②不能表示V正=V逆，不正确
③只要发生反应V（NO2）:V（NO）:V（O2）=2:2:1，错误
④混和气体颜色不变，说明各物质浓度不变，正确
⑤因反应是在密闭容器中进行，且
m
v
ρ=，由质量守恒，反应不管进行到什么程度，m都
不变，则ρ不变。因此混和气体密度不变不能说明反应已达平衡。
⑥混和气体的平均分子量不变，说明气体的总物质的量不变，说明已达平衡。选A。
（3）当外界条件不变时，不管反应是从正反应开始，还是从逆反应开始，或正、逆反应同时进行，只要把不同的起始量按照方程式中系数比折合成用同一边物质表示，若各物质的物质的量相同，则处于同一平衡状态。
（4）对于反应方程式中左、右两边气体体积相等的可逆反应，当压强或平均分子量恒定不变时，不一定处于平衡状态。如向体积一定的密闭容器中加入一定量的H2和I2(g)，发生如下反应：H 2(g)+I2(g)2HI(g)，不管反应是否达到平衡状态，压强和平均分子量都是不会改变的。
（5）加入“惰性气体”对化学平衡的影响。
①恒容条件下向平衡体系中加入“惰性”物质，由于各组分的浓度未改变，速率也不会改变，所以化学平衡不移动。
②等温等压下向平衡体系中加入“惰性”物质，气体的体积变大，各组分的浓度减小，其效果相当于减小压强，对于反应前后体积不变的可逆反应来说，平衡不移动；但对于反应前后体积可变的可逆反应来说，平衡向着气体体积增大的方向移动。
（6）混和气体平均分子量与平衡移动方向的判断
①若体系中各物质全是气体（反应前后气体总物质的量相等的可逆反应除外），在定温下加压，若气体混和物平均分子质量加大，则平衡向气体体积缩小的方向移动。
②若体系中有固液或液态物质参与反应，则必须通过质量变化来确定平衡移动的情况。如
A(g)+B(s)C(g)。如果平均相对分子质量变大，平衡向生成C方向移动。
（7）平衡正向移动与反应物转化率的关系
平衡正向移动时反应物的转化率如何变化，这要根据具体反应及引起平衡移动的具体原因而定，不能一概而论。
①由于温度或压强改变而引起平衡正向移动，反应物的转化率必然增大。
②由于反应物浓度而引起平衡正向移动时，有以下几种情况：
a. 对于反应物（不考虑固体反应物）不止一种的可逆反应，如N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)，平衡时增加N2的浓度，平衡正向移动，H2的转化率增大而N2的转化率降低。
b. 对于只有一种反应物且在容积不变的容器中发生的可逆反应（并规定起始时只有反应物）：i若反应前后气体分子数不变，如2HI(g)H 2(g)+I2(g)，则无论增大或减小HI的浓度，HI的转化率都不会改变。ii若反应前后气体分子数减少，如2NO 2(g)N2O4(g)，若增大NO2的浓度，则NO
2
的转化率增大。iii若反应前后气体分子数增大，如2NH3(g) N2(g)+3H2(g)，若增大NH3的浓度，则NH3的转化率减小。即增大反应物的浓度，其效果相当于增大压强，此时平衡应向着气体分子数减少的方向移动。
（8）平衡移动与混和气体密度变化的关系
混和气体密度大小取决于混和气体的质量和容器体积的大小即
m
v
ρ=，当m、v中有一个量
发生改变时，密度ρ就会发生改变。
①若可逆反应的反应物、生成物皆为气体，且在容积不变的容器中发生反应：a. 当温度改变时，不管平衡是左移还是右移，m和v均不会改变，ρ也不会改变。b. 当压强改变时，m也发生变化，v不变，无论平衡是否移动都要变化。
②若可逆反应的反应物、生成物皆为气体，且在容积可变的容器中进行，此时v发生变化，而m则视具体情况而定。
（9）不能用勒沙特列原理解释的情况
①加入催化剂不能使化学平衡发生移动。
②对于反应方程式左右两边气体体积相等的可逆反应，改变压强，平衡不发生移动。
③外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致。
例如下列事实中，不能用勒沙特勒原理解释的是（）
①合成氨工业中，采用高压以提高NH3的产率
②在FeSO4溶液中加入少量Fe以防止Fe2+被氧化
③实验室中用排饱和食盐水的方法收集Cl2
④工业生产硫酸的过程中使用过量空气以提高SO2的利用率
分析：①③④正确，②加入少量Fe利用了氧化还原反应原理，错误。