3第三章化学反应的速率和限度.ppt

第三章　化学反应的速率和限度  6.转化率 §２－１　热力学基础知识 小结 　例2　实验室制备Cl2的反应 MnO2(s)+4H+(aq)+2Cl-(aq) =Mn2+(aq)+Cl2(g)+2H2O(l) （1）试计算298K标准态下能否制得Cl2？ （2）若改用浓盐酸，在373K的标准态下能否制得Cl2? 　解：查表，按反应式中顺序，各物质的 ?fGm /(kJ· mol-1)为 -466.1 0 -131.3 -228 0 -237.1 使用浓盐酸时，c(Cl-)=c(H+)=12 mol· L-1 ，此时 ?rGm =466.1 kJ· mol-1 +(-2)×(-131.3 kJ· mol-1 ) -228 kJ· mol-1 +2×(-237.1) kJ· mol-1 =26.5 kJ· mol-1 0 不会产生Cl2。 =26.5 kJ· mol-1 + 2.303 × 8.314J · mol-1 · K-1 ×373K × lg(3.35×10-7) =-19.74 kJ· mol-1 0 所以 会产生Cl2。 ?fGm＝?fGm +2.303RTlgQ 三、化学平衡的移动 1. 浓度对化学平衡的影响 　　由于外界条件的改变，可逆反应从一种条件下的平衡状态转变到另一种条件下的平衡状态的过程，称为化学平衡的移动。 对于任意化学反应 aA(g) + bB(g) ＝ dD(g) + eE(g) 　　在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。 aA(aq)+bB(aq) dD(aq)+eE(aq) 反应达到平衡时 Q＝K ?fGm＝0 　　在不同反应级数的速率方程中，k的单位是不一样的，当t以s为单位时 　当x+y=0时，k的单位是mol·L-1 ·s-1 　当x+y=1时，k的单位是s-1 　当x+y=2时，k的单位是L·mol-1 ·s-1 　当x+y=3时，k的单位是L2·mol-2 ·s-1 二、温度对反应速率的影响 　　绝大多数化学反应速率都随着温度的升高而显著增大。 　 当浓度一定时，温度升高，反应物分子具有的能量增加，活化分子分数也随着增加，所以有效碰撞次数增大，因而加快了反应速率。 　在一定温度范围内，温度每升高10℃，反应速率大约增加到原来的2~4倍。 1. 范特霍夫规则 　T1—k1 　　T2—k2 2. 阿仑尼乌斯方程 例1 对反应 CO(g)+NO2(g) ? CO2(g)+NO(g) 测定了不同温度下的速率常数k值如下： T/(K) 600 650 750 800 k(L?mol-1 ? s-1) 0.028 0.22 6.0 23 试求：(1)反应的活化能；(2)700K时的速率常数。 解：(1)用作图法求出活化能和700K时的速率常数，先计算lgk和1/T，然后以lgk对1/T作图， (1/T)/(10-3K) 1.67 1.54 1.33 1.25 lgk -1.55 -0.66 0.78 1.36 所以Ea=(7.00×103×2.303×8.314) kJ·mol-1 　　　=134.03 kJ·mol-1 700K时， =1.43×10-3　K-1，由图查得lgk=0.125 故 k700K=1.33L·mol-1·s-1 斜率= =-7.00×103 l g k 1 . 0 0 - 1 . 5 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 0 . 5 0 1 . 6 5 1 . 2 5 1 . 4 5 (2)用阿仑尼乌斯方程计算反应的活化能和700K时的速率常数。将650K和750K时的速率常数值代入，得： 将600K时的速率常数k值代入，求出700K时的k值。 k700K=46.77×k600K=46.77×0.028(L·mol-1·s-1) 　= 1.31 L·mol-1·s-1 两种方法得到的结果基本相同。 三