第2章 反应速率和平衡.ppt

化学反应速率 1、定义： 有效碰撞：能够导致化学反应的碰撞才可叫有效碰撞。 活化分子与活化能：具有足够能量发生有效碰撞的分子称为活化分子；要使单位物质的量具有平均能量的分子变成活化分子需要吸收的最低能量，称之为活化能Ea。 反应物分子碰撞时的取向：在碰撞时，反应物分子必须有恰当的取向，使相应的原子能相互接触而形成生产物。 总之，碰撞理论认为，反应物分子必须有足够的最低能量（Ec），并以适宜的方位互相碰撞，才能导致发生有效碰撞。 A+BC→[A…B…C]* →AB+C 1) 分子在碰撞后先要经过一个中间的过渡状态； 2）过渡状态(活化配合物) 能量高不稳定，极易分解； 3）分子的活化能越小，反应速度越快； 4）反应速率决定于活化配合物的浓度、活化配合物分解成产物的几率和分解成产物的速率。 影响反应速率的其他因素 接触面积大小 扩散速率高低 接触机会多少 超声波、紫外线等 2、化学平衡：在一定条件下可逆反应里，当正反应 速率与逆反应速率相等时，反应混合物中各成分的百分含量保持不变的状态。 具体特征 1）可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化，即V正＝V逆。 2）体系中各组成成分的含量即物质的量浓度、物质的量分数、体积分数、质量分数等保持不变。 3）对同一物质而言，单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等的状态。 4）对不同物质而言，一种物质所代表的正反应速率和另一种物质所代表的逆反应速率的比值等于其化学方程式中的化学计量数(系数)之比。 化学平衡的特殊标志 1）对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数不相等的可逆反应，若反应体系中混合气体的平均相对分子质量不再随时间而变化，则反应达到平衡状态。 化学平衡的特殊标志 2）对于有气体反应，且反应中气体反应物和气体生成物的计量数不相等的可逆反应(体系中可存在固，液态物质)，当恒温，恒容时，若反应体系中总压强不再随时间变化，则反应达到平衡状态；当恒温、恒压时，若反应体系中体积不变，混合气体的密度不变，则反应达到平衡状态。 化学平衡的特殊标志 3）由于任何化学反应都伴有能量变化，因此在其他条件不变的情况下，当总体系温度一定时，则反应达到平衡状态。 4）对于有有色物质参加的可逆反应，若体系颜色不变，则反应达到平衡状态。 见p26例2-8 平衡常数 1.实验平衡常数： 在一定温度下，可逆反应达到平衡时，以化学计量数为指 数的生成物浓度（气体分压）的乘积与以化学计量数的反应 物浓度（气体分压）的乘积之比是一常数Kc或p。 2. 标准平衡常数： 其表达式与实验平衡常数相同，只是相关物质的浓度要用相对浓度（c/c⊙）、分压要用相对分压（p/p⊙）来代替,常数K ⊙ ,其中c⊙＝1mol/L， p⊙＝100kPa. 物质的标准状态是指在标准压力和某一指定温度下物质的物理状态，热力学对物质的标准态规定如下： 1. 气体物质的标准态是指该物质的物理状态为气态，并且气体的压力(或在混合气体中的分压)值为100kPa。 2. 溶液的标准状态是指在标准压力(P＝ p⊙)下，溶质的质量摩尔浓度b＝1mol·kg-1（确切地说应为有效浓度或活度）时的状态。热力学用b⊙表示标准浓度．即b⊙ ＝1mol·kg-1． 3. 对于纯液体或纯固体的标准态是指处于一个标准压力（P⊙ ）下纯物质的物理状态。 若某物质或溶质是在标准条件下就称之为处于标准状态（标准压力P⊙取101.325kPa，标准浓度C⊙取1mol·L-1）。 3. 平衡常数的意义: 对同类反应来说， K ⊙ 越大反应进行的越完全；可以判断反应进行的方向。 反应熵Q： 平衡转化率 平衡转化率：反应达到平衡后，反应物转化 为生成物的百分率，也称为最大转化率、理 论转化率。 α＝某反应物已转化的量/某反应物的总量×100％ 在实际工作中，人们常用平衡转化率来表示可逆 反应进行的程度。 转化率越大，表示反应向右进行的程度越大。 影响化学平衡的因素 在一定条件下，化学反应可以达到平衡状态 。当条件改变时，原来的平衡状态被破坏，反应向某一方向进行，直到重新达到平衡状态。这种 因外界条件改变使化学反应从一种平衡状态向另一种平衡状态改变的过程叫做化学平衡的移动。 影响化学平衡的因素有浓度、压力和温度等，导致平衡移动的原因，可以从反应熵和平衡常数两个方面去考虑。 惰性气体的影响 惰性气体是指不参与化学反应的气体。 在恒温条件下向达到平衡的系统引入惰性气体时，情况分为两种： 若体积不变，系统的总压力增加，但各反应物和产物的分压不变，平衡不移动。 若保持总压不变，则系统的体积增大，各反应物和产物的分压相应的减小，若∑νB(g)≠0，则平衡向气体分子数增多的方向移动。 密闭容器中反应：2NO