第三章 化学反应速率和化学平衡.ppt.ppt

第三章作业 P56-59: 1、3、8、11、13、18、25 7．非基元反应的速率方程式 不能只根据反应式写出其反应速率方程，必须根据实验测定的结果及验证，推出反应的反应机理 复杂的非基元反应 → 分成若干个基元反应 → 反应最慢的一步作为控制步骤 最慢的一个反应就控制了该复杂反应的反应速率 6．非基元反应： 反应物分子需经几步反应才能转化为生成 物的反应。 二、温度对化学反应速率的影响 1．Arrhenius(阿仑尼乌斯)公式 A： 反应的频率因子， 对确定的化学反应是一常数， A与k同一量纲； E a： 反应活化能； R： 8.314 J·mol-1·K-1 T： 热力学温度 2．阿仑尼乌斯公式的应用 求出任一温度下该反应的k值 ① 作图法 计算法 三、催化剂对化学反应速率的影响 正催化：加速反应速率；负催化：减慢反应速率 1．催化剂改变反应速率的原因 降低反应的活化能；不改变反应的自由能，也不改变平衡常数Kr； 催化剂缩短平衡到达的时间，加快平衡的到达 催化剂参与了反应过程，改变了原来反应的途径，因而改变了活化能。见P47图3-7催化剂改变反应途径示意图 问题1： 下列说法正确的是： A 一个化学反应的△rGTθ越负，在温度T下，反应 速率就越大 B 一个化学反应的△rGTθ越负，在温度T下，反应速率就越小 C 恒温下，一个气相化学反应的总压力增大，其 反应速率随之增大 D 恒温下，一个气相化学反应的总压力增大，其 反应速率常数随之增大 答：C，恒温下，气相反应的速率随压强增大而增大，速率常数则不变， △rGTθ的大小与反应速率无关 问题2： 催化剂能加速反应速率，它的作用机理是： （A） 增大碰撞频率， （B）改变反应途径，降低活化能 （C）减小速率常数， （D）增大平衡常数值 答： （B） * * 化学反应研究的重要问题 (1)反应的方向性问题； (2)反应中能量的转化问题； (热力学问题) (3)反应的转化率，化学平衡问题； (4)反应所需时间，即反应的速率。 (动力学问题) 一、化学平衡的特征 1 、反应的可逆性 可逆反应： CO + H2O CO2 + H2 不可逆反应： 2KClO3 2KCl + 3O2 等温等压标准态下，反应?rG?m=0是平衡标志。 3-1 化学平衡 二、标准平衡常数及计算 K ? 反应平衡时， 则 1、标准平衡常数：在一定温度下，某反应处于平衡状态时， 生成物的活度以方程式中化学计量数为乘幂的乘积， 除以反应物的活度以方程式中化学计量数的绝对值为乘 幂的乘积等于一常数。 2. 平衡常数的几点说明： ①平衡常数表达式需与反应方程式相对应? 例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60 ? 10 ?5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87 ? 10 ?2 ? K1 ? K2 ， K1 = K22 ②纯固体与纯液态在平衡常数表达式中不出现； 例1： Cr2O72? + H2O 2CrO42? + 2H+? Kr = ? 例2： CaCO3 (s) === CaO (s) + CO2 (g) Kr = 3. 平衡常数的有关计算 P46 例题3-1、3-2、3-3 例 设有反应： A B+C 已知在某温度下的平衡常数Kc =5?10-6mol.L-1，反应物A在反应刚开始时的浓度为5mol.L-1，问平衡建立后产物C的浓度是多少？ 解： 设[C]为x mol.L-1 A B + C 开始各物质的浓度/ mol.L-1 5 0 0 平衡各物质的浓度/ mol.L-1 x x 5-x 假设5-x?5 注意：近似处理要求在5% 的误差范围 例: 在一个10L的密闭容器中,以一氧化碳与水蒸气混合加热时,存在以下平衡, CO(g) + H2O(g) CO2(g) ＋ H2(g) 在800℃时,若Kc = 1, 用2molCO及2molH2O互相混合,加热到800℃, 求平衡时各种气体的浓度以及CO转化为CO2的百分率。 解： CO(g) + H2O(g) = CO2(g) ＋ H2(g) 初浓 /mol·dm-3 2/10