化学反应速率与化学平衡：快与满的辩证法
工业合成氨要回答两个完全不同的问题：多快能成（速率），最终能成多少（限度）。前者是动力学，后者是热力学的平衡问题。一对最优条件常常互相打架——温度越高反应越快，但放热反应升温却让平衡「倒退」。想明白这对矛盾，你就读懂了化工厂里的所有折中。
化学反应速率：
用单位时间内浓度变化表示：
两点用法：① 同一反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比——比较速率大小前，先换算到同一种物质；② 速率是平均速率，不是瞬时值。
影响因素分内外：内因是反应物本身的性质（钠与水反应再慢也快过铁）；外因四件套：
- 浓度：增大反应物浓度， 增大。微观解释：活化分子百分数不变，但单位体积内活化分子总数增多，有效碰撞更频繁；
- 温度：升温，正、逆速率都增大（吸热方向增幅更大）。微观解释：活化分子百分数增大；
- 压强：只影响有气体参与的反应，本质是压缩体积改变浓度。恒容充入惰性气体——各物质浓度不变，速率不变；
- 催化剂：降低活化能，提高活化分子百分数，正、逆速率同等倍数增大。
读图要点： 时刻增大反应物浓度， 突增后保持新水平（浓度不再变）， 从原平衡值起渐渐增大，直至追平——平衡正向移动后重新建立。
可逆反应与化学平衡状态
可逆反应：同一条件下，正、逆反应同时进行（如 ）。达到平衡时，表面看「不动」，实则正逆反应仍在进行且速率相等——动态平衡。
平衡状态的判断标准，只有一条铁律：「变量不变，才是平衡」。原来随反应进行而变化的量，现在不随时间变了，即平衡。逐个过一遍常见「变量」：
| 观测量 | 何时是「变量」 | 能否作判断依据 |
| 各组分浓度、百分含量 | 一直变，直到平衡 | 不变 ⇔ 平衡 |
| 气体总压（恒温恒容，） | 随 总量变 | 不变 ⇔ 平衡； 时始终不变，不能用 |
| 混合气体平均摩尔质量 | 随 总量变（ 时） | 不变 ⇔ 平衡（同理注意 ） |
| 颜色（有色组分） | 随浓度变 | 不变 ⇔ 平衡 |
| 密度（恒温恒容） | ，、 都不变 | 始终不变，不能用 |
平衡常数 与转化率
一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是常数：
三条纪律与三条性质：
- 纯固体、纯液体不写入表达式（浓度为常数）；
- 只与温度有关——改浓度、压强、催化剂都不改变 ；
- 越大，正向进行程度越大；任意时刻的浓度商 与 比较： 正向进行， 已平衡， 逆向进行。
转化率：。计算靠三段式：起始量、转化量（设未知数 ，按计量数比例）、平衡量，三行一列。
例：恒温恒容下，向 容器充入 与 ，平衡时 为 ，求 的转化率与 。
；平衡浓度除以体积 后代入：
勒夏特列原理：平衡怎么「抵抗」
如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。注意是「减弱」而非「抵消」——浓度终究比原来大了，只是比突增瞬间小。
- 浓度：增大反应物浓度，正向移动；自身转化率降低，另一反应物转化率升高（工业上用过量廉价原料提高昂贵原料的转化率）；
- 压强：增大压强，向气体分子数减小的方向移动（看方程式两边气体系数和）；
- 温度：升温向吸热方向移动；
- 催化剂：正逆同倍加速，不移动平衡，只缩短到达平衡的时间。
平衡图像题的口诀：先拐先平数值大（先出现拐点即先平衡，说明温度高或压强大或用了催化剂），再由「平衡点的高低」判断移动方向。
合成氨的工业条件是本章最好的综合题素材：温度 （速率与 的折中，催化剂最活跃区间）、高压（分子数减小，平衡右移）、催化剂（只加快）、及时分离液氨并循环利用原料（持续打破平衡）。
记忆点：速率管快慢，平衡管多少。 速率看碰撞（浓度、温度、压强、催化剂），平衡看 与 的比较，移动方向看勒夏特列。三把尺子各量各的，混用必错。