化學(xué)反應(yīng)不單單只是物質(zhì)的變化，還有能量的變化 ,，研究化學(xué)反應(yīng)也不能單單停留在方程式上,，反應(yīng)物是啥？生成物是啥,？而要考慮到化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)以及過程,。 一個化學(xué)反應(yīng)過程究竟是怎樣進行的呢？ 我們姑且先不說化學(xué)反應(yīng),，先談?wù)勛放⒆拥倪^程吧,，估計這樣你才有興趣。一個追女孩子的過程究竟是怎樣進行的呢,？ 追女孩子首先要考慮到追到她的可能性,，想想一個成天打游戲的死肥宅很難追得到高冷女神的。假設(shè)我死心悔改,，追到她有那么一丟丟的可能性,，這時候就要看我追她需要多長時間吧，總不能讓我等個半輩子,，才同意做我女朋友,，這時候黃花菜都蔫了。就算追到手,，我還得好好培養(yǎng)感情對不對,，總不能把女朋友放一邊繼續(xù)打我的游戲，我得和女朋友共同努力,，讓我們關(guān)系升溫,，這個關(guān)系究竟有多溫呢，我和女朋友關(guān)系究竟能好到什么程度呢,？這也是追女孩最重要的東西,。一、 判斷追到女神有沒有可能性（這個是你在實施追求的前提,，也是你能追到女神的“推動力”） 二,、 追到女神需要多長時間（追求的速率問題，是快還是慢,？） 三,、 追到女神后和女生的親密程度（戀愛可持續(xù)化的保證） 說了這么多追女孩的事情，這個和化學(xué)反應(yīng)原理又有神馬關(guān)系呢,？總不能讓我教妹子怎么解化學(xué)題吧,？ 其實人類研究很多事物的過程都是類似，追到手有沒有可能性,？追到手花多久,？關(guān)系能到什么程度？研究化學(xué)反應(yīng)過程也是如此,。 一,、判斷化學(xué)反應(yīng)能不能發(fā)生？（△G） 三,、它能進行到什么程度？反應(yīng)限度,？（K） 這三大問題,，問的就是追女孩的核心，哦不,，化學(xué)反應(yīng)的核心,！這三大問題來了，我該怎么解決呢,？選修四便是你研究追女孩（劃掉）化學(xué)反應(yīng)過程的葵花寶典,。 一、化學(xué)反應(yīng)能不能發(fā)生,？ 首先是一個化學(xué)反應(yīng)能不能發(fā)生,，就是化學(xué)反應(yīng)的方向問題，化學(xué)反應(yīng)能不能朝這個方向進行,。談能不能發(fā)生,，我們不如把眼光放遠一點點，自然界中有很多奇妙的過程,，天會下雨,，石頭從高處落地，水往低處流,，無論是人的生老病死還是自然界的花開花落,，這些過程都是自然而然進行的。 汽油在幾百攝氏度燃燒變成二氧化碳,，是件自然而然的事情,，點火就能燒著。但是在同樣的溫度下,，你想把二氧化碳變成汽油,，就是一件不可能的事情。因為它不符合這個“自然而然”,，我們稱這個反應(yīng)沒有自發(fā)性,。一個是能量越低越穩(wěn)定 ,，另外一個是最大混亂度傾向（熵增原理 ）,。石頭在高處就不穩(wěn)定，相比低處它的重力勢能大,，所以它就有往低處落的傾向,，釋放重力勢能,。低處的石頭是不會想著往高處蹦的，除非你額外做功,。生活中熵增原理比比皆是,，整潔的桌面會自然而然變亂，整齊的頭發(fā)你不管它也會變亂,，有序的花瓣最終會散亂,，一個骯臟的房間不會自動變清潔,。你想要事情變整潔,，有條理，有秩序,，就必須與這個自然法則對抗,，付出的代價就是額外做功。 焓變（ △H）來反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)能量的變化 ,，用熵變 （△S）來反應(yīng)它的混亂度的變化 ，綜合這兩點,，提出的吉布斯自由能判據(jù)（△G=△H-T△S）來判斷一個化學(xué)反應(yīng)究竟能不能自然而然發(fā)生,。顯然如果一個化學(xué)反應(yīng)，它釋放出了能量,，并且混亂度變大了,，它在任何溫度下都有可能 發(fā)生。 二,、化學(xué)反應(yīng)進行的快與慢（反應(yīng)速率） 一個化學(xué)反應(yīng)能不能進行,，是我們研究這個化學(xué)反應(yīng)的前提，吉布斯自由能判據(jù)只能讓我們知道反應(yīng)能不能發(fā)生,，卻不能知道反應(yīng)的快與慢,。有些反應(yīng)確實可能發(fā)生，但是需要用掉上萬年的時間才能進行徹底,，比如溶洞的形成,。而有些反應(yīng)則很快就能進行徹底，比如酸堿滴定,，炸藥爆炸,。 如何控制化學(xué)反應(yīng)的快慢尤其重要，比如我是化工廠廠長,，我的生產(chǎn)中用的化學(xué)反應(yīng)要10天才能進行徹底,，但是我有種方法，可以加快它的反應(yīng)速率,，1天搞定,，這樣的話,，我只用1天就能生產(chǎn)10天的貨，并且還節(jié)約了9天的工廠管理費,。另外,，還有些化學(xué)反應(yīng)我并不希望它辣么快進行，比如鋼鐵的腐蝕,。化學(xué)反應(yīng)速率和什么有關(guān)呢？我們又該如何控制化學(xué)反應(yīng)速率呢,？ “有效碰撞” ,，大多數(shù)碰撞是“無效碰撞”，那么怎樣才能完成有效碰撞呢,？就必須要讓分子活化,，只有活化的分子才能完成有效碰撞 ，而讓分子活化,，就必須給這個分子提供活化能 ,。 這個微觀過程就是，氫分子的氫氫鍵斷裂,，氯分子的氯氯鍵斷裂,，形成中間態(tài)氫和中間態(tài)氯原子，這個中間態(tài)的氫原子和氯原子才是能夠發(fā)生有效碰撞的活化分子（微粒）,，而要讓化學(xué)鍵斷裂,，就必須提供能量，這個能量就可以看做為活化能,。（但不是活化能）,，最終活化分子完成有效碰撞，形成新的化學(xué)鍵就會釋放出能量,。（這只是一種假象過程,，方便理解，更真實的情況是氫氣和氯化氫結(jié)合在一起形成過渡態(tài)分子,，然后斷裂成兩個氯化氫,。）化學(xué)反應(yīng)的微觀解釋就是有舊的化學(xué)鍵的斷裂和新的化學(xué)鍵的形成 ,，斷鍵吸熱,，成鍵放熱，因此一個化學(xué)反應(yīng)既有吸熱和放熱,，但是如果吸收的熱大于放出的熱,，它就是吸熱反應(yīng)，反之亦然,。）有效碰撞 和活化能 ,，化學(xué)反應(yīng)速率就和這個有關(guān)系,。通過加熱,，加壓，增大濃度這三個方面來提升分子的有效碰撞 ,。加熱能夠讓分子熱運動更加劇烈,，發(fā)生有效碰撞的機會就會變大，同樣加壓和增大濃度就是讓分子在反應(yīng)體系中更加密集,，碰撞在一起的概率就變大了,。催化劑來降低反應(yīng)的活化能 ，實際上催化劑是參加進了這個化學(xué)反應(yīng),，催化劑可能與某個反應(yīng)分子結(jié)合,，讓它更容易到達活化狀態(tài)，因此反應(yīng)變得更加容易進行了,，而在反應(yīng)終點的時候,，催化劑又脫離了反應(yīng)物。催化劑可以說就是一個默默無聞的貢獻者,，送它一個好人卡?。ù送馐裁闯暡ò?，核輻射啊，光照啊,，也能加快反應(yīng)速率,，它們的本質(zhì)就是給分子提供了能量，讓其碰撞更激烈或者活化,。） 稍微總結(jié)一下,，化學(xué)反應(yīng)速率和幾個條件有關(guān)系，就是溫度,、壓力,、濃度和催化劑等，我們控制化學(xué)反應(yīng)速率也就是從這幾個角度下手,。 催化反應(yīng)和無催化反應(yīng)的能量過程,，反應(yīng)物首先要被活化才能反應(yīng)，達到活化狀態(tài)需要往上爬過一個“能壘”,，然后才能轉(zhuǎn)化成生成物,，這個“能壘”越低則更容易爬過去，催化劑就能降低這個“能壘”——活化能 對了,，我們還忽略了化學(xué)反應(yīng)速率的表達式,，我們選用單位時間，反應(yīng)物或者生成物的濃度的改變量,，來表達反應(yīng)速率,，v=△C/△t,時間單位常用分鐘，所以在高中反應(yīng)速率的單位通常是mol/(L·min),，談及反應(yīng)速率的表達式我們還要注意到這個和你選擇的物質(zhì)的有關(guān),，同樣的一個化學(xué)反應(yīng)，你選擇其中不同的物質(zhì)作為參考,，得出的反應(yīng)速率也就不一樣,。 之所以選擇濃度的改變量來作為反應(yīng)速率，是因為濃度方便測量,，你要是選擇質(zhì)量,、物質(zhì)的量或者壓強的改變量，其實本質(zhì)上是可以的,。不過也不要給自己添亂子,，安安分分地按照濃度來吧。 三,、化學(xué)反應(yīng)的限度（化學(xué)平衡） 前面我花了很大篇章來談及化學(xué)反應(yīng)速率,，不過最重要的還是在化學(xué)反應(yīng)限度這塊！就好比追女孩（原諒我喜歡用這個例子）,，你就算把他追到手了,，更重要的是你和她的關(guān)系到底如何,，好到如何程度？同樣對于一個化學(xué)反應(yīng),，我們也要知道它究竟能進行到什么程度,？ 在前面的反應(yīng)速率里面，我提及到了當化學(xué)反應(yīng)結(jié)束時,，怎么怎么樣,，這個結(jié)束就可以看做為化學(xué)反應(yīng)限度。假設(shè)我還是一個化工廠廠長,，這個廠生產(chǎn)合成氨,，就是用氫氣和氮氣反應(yīng)生產(chǎn)氨氣，我在做實驗的時候,，發(fā)現(xiàn)100g的氫氣,，最后只有1g能夠轉(zhuǎn)化為氨氣，剩下的99g我就算放一萬年,，它還是保持99g不變,，無法繼續(xù)轉(zhuǎn)化為氨氣。 這時候我們稱為反應(yīng)達到了平衡 ,，也就是這個反應(yīng)它達到了極限,，再想讓它生產(chǎn)氨氣，你就必須改變條件了,，要想馬兒跑，就必須給馬兒吃草,。有點基礎(chǔ)的同學(xué),，就可能就要問啦，我記得化學(xué)平衡里面有什么可逆反應(yīng),。 對,！就是可逆反應(yīng)，因為很多化學(xué)反應(yīng)不是說達到平衡就停止了,！只是看起來停止了,，實際上沒有。就好比睡得像豬一樣的人,，看起來他沒有動靜,，對外界的反應(yīng)也沒回應(yīng)，就像死掉了一樣,，但是本質(zhì)上還是活著的,！同樣對于一個達到反應(yīng)限度的可逆反應(yīng)，它已經(jīng)化學(xué)平衡了,，看起來放一萬年沒啥變化,，就像“死掉的化學(xué)反應(yīng)” ,，但是化學(xué)反應(yīng)依舊在進行著，反應(yīng)物會不斷地變成生成物,，同樣生成物也會不斷變成反應(yīng)物,，這一些都在你眼皮子底下進行著，你卻看不到也難以測量出來,。是因為反應(yīng)物變成生成物,，同樣生成物也會變成反應(yīng)物，正向反應(yīng)的速率和逆向反應(yīng)的速率是一樣的,，所以反應(yīng)物以及生成物的質(zhì)量沒有改變,。 這個就好比，你吃一碗黃燜雞花了20元,，但是呢你做大掃除又賺到了20元,，看起來你的總資金沒有變化，但是你的資金是在流動的,，有支出也有收獲,！ 其實呢，對于所有的可逆反應(yīng),，一旦反應(yīng)開始進行,，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成生成物，這時候,，不單單只有反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物這個過程,，還有生成物轉(zhuǎn)化成反應(yīng)物這個過程，所以反應(yīng)還沒到達限度的時候,，正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)是同時進行的,！ 我們只能看到反應(yīng)只能是正向進行的，是因為正向反應(yīng)的速率大于逆向反應(yīng)是速率,。 敲黑板,，一個可逆反應(yīng)，從反應(yīng)開始到反應(yīng)達到限度處于平衡時候,，正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)是同時存在的,。并且直到平衡，正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)還存在,，它的反應(yīng)速率是相等的且不為0. 對了,，這時候好事的同學(xué)可能又要問了，你一直說化學(xué)反應(yīng)進行達到限度,，他就平衡了,，那么我又怎么知道它是不是真正的平衡了呢？可能它的反應(yīng)速率很慢啊，我測量的間隔太靠近了,，看不出物質(zhì)還在改變啊,，怎么解？還有有沒有啥標準來判斷反應(yīng)是達到了限度呢,？ 很好,，問題到這里，我們就可以引出著名的平衡常數(shù)K,，下面有請K老爺出場,！ 在一定溫度下，當一個可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡時,，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù),，這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)），用符號K表示,。 至于化學(xué)平衡這個公式是怎么推導(dǎo)出來的,，就不細講了，在大學(xué)里面,，會引入化學(xué)勢的概念,，可以說任何一本《無機化學(xué)》上面都會講它的來源。我們只用記住這個K,它的溫度函數(shù),，也就是說在不同的溫度下,，化學(xué)反應(yīng)的限度是不一樣的。比如在20℃下達到了化學(xué)平衡,，如果你把溫度升高到100℃那么它就是不平衡了,。 有了這個K老爺，事情就好辦了,，我們要判斷這個反應(yīng)是否達到了平衡,，只需要查到在該溫度下的平衡常數(shù)，然后測量出反應(yīng)物和生成物的濃度,，計算一下，看這個數(shù)值是不是等于K,，如果小于K,，顯然這個反應(yīng)沒有達到限度，還必須朝著正向進行,，如果大于K,，則必須逆向進行達到平衡狀態(tài)。 K老爺出場后,，勒夏特列老爺子也蠢蠢欲動了,，剛才不是說嘛，在20℃下達到平衡的反應(yīng)，如果把它溫度升高到100℃,，它就不平衡,，而所有的可逆反應(yīng)都要朝著平衡的方向移動，所以改變溫度后,，這個反應(yīng)會朝著100℃平衡狀態(tài)移動,。 勒夏特列老爺子總結(jié)了大量的事實,，提出了平衡移動原則： 如果改變影響平衡的條件之一（如溫度,、壓強，以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度）,，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動,。 其實非常好理解，你可以把這個平衡的可逆反應(yīng)想象成一個叛逆的小孩子 ,，它達到了平衡已經(jīng)滿足了,，你想改變它什么，它就要反著跟你斗,！ 我：“你這產(chǎn)物也太少了,，不行我要增加反應(yīng)物的濃度！” 可逆反應(yīng)：“啥,？敢隨便動爺好不容易完成的平衡,，我偏不要你增加反應(yīng)物，我得正向移動減少反應(yīng)物,?！?/span> 可逆反應(yīng)：“啥,？你要升溫,，經(jīng)過爺?shù)脑试S沒？看我把熱量吸走,！” 但是呢,，它終究是斗不過你的，它只能減弱這種改變,，但是無法消除這種改變 ,，你降低溫度，平衡朝著放熱的方向進行,，但是杯水車薪,，反應(yīng)體系的溫度最終是會降低，它改變不了這個事實,。 值得一提的事,，勒夏特列原理是適用于已經(jīng)達到平衡的可逆反應(yīng)！敲黑板“已經(jīng)達到平衡”，那么對于沒有達到平衡的可逆反應(yīng),，你這樣改變它是沒有意義的,。 從勒夏特列原理，我們可以看到改變一個已經(jīng)平衡的可逆反應(yīng),，可以通過改變溫度,、濃度、壓強這幾種方法來實現(xiàn),。這幾種方法是不是很像之前講的改變化學(xué)反應(yīng)速率的方法,？但是呢，有個問題,，改變化學(xué)反應(yīng)速率的方法中有個很重要的就是可以加催化劑,，那催化劑能不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡呢？ 其實能把反應(yīng)速率和平衡移動的改變方法聯(lián)系到一起，你已經(jīng)很接近答案了,！勒夏特列原理的本質(zhì)就是通過改變一方反應(yīng)的速率,，從而讓平衡移動。 前面我們說到,，一個平衡的可逆反應(yīng),，它的正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率是一樣的，有多少反應(yīng)物生成,，就有多少反應(yīng)物消耗掉,。通過改變濃度或者壓強，讓一方的反應(yīng)速率大于另外一方,，這樣反應(yīng)就會一方的方向進行,。如果是改變溫度的話，溫度會同時影響正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率,，但是溫度會影響到K老爺（平衡常數(shù)）,，這樣正向或者逆向反應(yīng)速率的變化值不一樣，它就會朝著新溫度下的平衡的方向進行,。那么對于催化劑,，催化劑加到一個已經(jīng)平衡的可逆反應(yīng)中,，它確實能加快反應(yīng)速率，但是正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率都是加的一樣多的,，所以最后正向和逆向反應(yīng)速率還是一樣的,，還是保持平衡,！ 正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)，這個就好比甲乙兩方打架，兩個實力一樣,，勝負難分,，你給他們同樣的武器，也只是同等地增加它們的戰(zhàn)斗力,，還是勝負難分,。除非你給甲方小刀，給乙方自動步槍,，乙方才能壓倒甲方,。 對于可逆反應(yīng),，一定要記住,，你改變用溫度、壓力,、濃度這幾個手段時,，它既能夠改變反應(yīng)的速率，同時也能影響到反應(yīng)的平衡,！很多題目的套路都是基于此,，認真分析指定不成問題。 化學(xué)家們,，就是通過這三大法寶來研究化學(xué)反應(yīng),，與化學(xué)反應(yīng)斗智斗勇，他們是原子和分子的藝術(shù)家,，用一個又一個的化學(xué)反應(yīng)制備出惠及人類的物質(zhì),，化腐朽為神奇，造福人類,。希望你也能掌握這三大法寶,，與難題斗智斗勇，迎難而上,，才是學(xué)習應(yīng)有的態(tài)度,！ 高中化學(xué)學(xué)習，必須是建立在你要理解這些基礎(chǔ)知識的前提下,，再刷題提升,，一味的刷題很難對這些知識有更深的理解，刷題是必要的,，可以讓你多見識一些套路,，但是最更本的，所有的套路都是基于最簡單的幾個原則,。學(xué)習就是從容易往復(fù)雜進行的,，這確實需要過程,。 2.3反應(yīng)速率的影響因素（溫度,、壓力、濃度,、催化劑等） 3.1K老爺（平衡常數(shù),，只和溫度有關(guān)） 3.3化學(xué)平衡的影響因素（溫度、壓力,、濃度） 來源：理性邊界，版權(quán)歸屬原作者,，若侵請及時聯(lián)系刪除,！
