2章节化学反应方向、速率和限度.pptVIP

第2章 化学反应的方向、速率和限度;2.1.1 化学反应的自发过程;反应的焓变不能作为化学反应自发性的判据;混乱度与微观状态数; 熵;?; 影响物质熵值大小的因素;Θ m ;吉布斯(Gibbs)自由能;设H1、H2分别为体系始态和终态的H，S1、 S2为始态和终态S;1. 标准摩尔吉布斯自由能变的计算和反应方向的的判断; 对于气体反应 a A(g) + b B(g) = c C(g) + d D(g);解：;例 室温下，金属铜线暴露在101.325 kPa的空气中时，其表面逐渐被覆盖一层CuO，铜线加热到一定温度后，CuO转化为Cu2O，更高温度时，氧化物覆盖层会逐渐消失。以标准条件下，CuO转化为Cu2O为例，分析说明之。;2.1.4 使用?rGm判据的条件;一、概念 自发反应 熵S 吉布斯函数G G = H ? TS;1. 传统的定义;平均速率 （为正值）;2. 用反应进度定义的反应速率;分子碰撞理论;活化能—— 活化分子的平均能量与反应物分子平均能量的差 经实验测定，大多数反应的 Ea= 60 ~ 250 kJ·mol?1;活化能是指反应进行所必须克服的势能垒;C2H4Br2 + 3KI ? C2H4+ 2KBr + KI3;基元反应 aA + bB = cC + dD;例 请根据下列反应的速率方程指出反应总级数 CHCl3 + Cl2 = CCl4 + HCl ? = k·{c(CHCl3)}·{c(Cl2)}1/2 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ? = k C2H4Br2 + 3KI = C2H4+ 2KBr + KI3 ? = kc·c(C2H4Br2)· c(KI);例 在1073K，对反应2NO + 2H2 = N2 +2H2O进行反应速率的实验数据测试结果如下：;2. 温度对反应速率的影响;例 278 K时，鲜牛奶约48 h变酸，301 K时，4 h变酸，假设该条件下牛奶变酸的反应速率与变酸的时间成反比，估算该条件下牛奶变酸反应的活化能。若室温从288 K升高到298 K，则牛奶变酸的速率将会发生怎样的变化。;3. 催化剂对反应速率的影响;助催化剂：;相：化学组成和物理性质完全相同;在同一条件下，既能向正反应方向进行，也能向逆反应方向进行的反应。; 1. 实验平衡常数;多相体系(既有液相又有气相);KΘ与化学反应方程式有关;3. 多重平衡规则;2.3.3 化学平衡的计算;解：;解：;解：;例3 在容积为5.00L的容器中装有等物质的量的PCl3(g)和Cl2(g)，523 K时反应 PCl3(g) + Cl2(g) = PCl5(g) 达平衡时，p(PCl5) = pΘ，KΘ= 0.767，求：(1) 开始PCl3、Cl2的物质的量。 (2) PCl3的平衡转化率。;2.4.1 浓度对化学平衡的影响 ;解： (1);2.4.2 压力对化学平衡影响 ;?n = 0 化学平衡不移动;2.4.3 温度对化学平衡的影响 ; 6.8×1024 = KΘ(298.15K);吕查德理原理——当体系达到平衡后，若改变平衡状态的任意条件（如：浓度、温度、压力）化学平衡就向能减弱其改变的方向移动;例1 计算 反应 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 在298K和723K时的平衡常数，并说明此反应是放热反应还是吸热反应。 ; N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g);(1) 计算973K下的KΘ。 (2) 在原平衡体系中再通入水蒸汽，使密闭容器内水蒸汽的分压瞬间达到8080 kPa，通过计算J值判断平衡移动的方向。 (3) 欲使上述水煤气变换反应有90%CO转化为CO2，原料比p(H2O) / p(CO)应为多少? (4) 判断上述反应在298.15 K标准态下能否自发进行，并求出298.15 K条件下的KΘ值。 (5) 欲使上述反应在标准态下能自发进行，对反应的温度条件有何要求?;pS / kPa 8080 8080 0 0 pE / kPa 4040 4040 4040 4040 ;(4);2.5.1 基本思路 ;2.5.2 合成氨生产操作最佳条件的选择;总结