无机化学第三章化学反应速率和化学平衡培训.ppt

第三章 化学反应速率和化学平衡 3.1化学反应速率 3.2影响反应速率的因素 3.3化学反应速率理论 3.4化学平衡 3.5化学平衡的移动 3.1化学反应速率 3.3.1反应速率与浓度的关系 3.3.1.1反应速率的表示方法 3. 2影响反应速率的因素3.2.1浓度对反应速率的影响 化学反应的过程有的简单，有的则比较复杂。反应物只经一步反应就变为生成物的称基元反应，也叫简单反应。 其它经过多步过程的反应称非基元反应，也叫复杂反应。 对元反应来说，1867年科学家就从实验中总结出一条规律，即化学反应速率跟反应物的浓度的乘积成正比，这就是最早提出的质量作用定律。 3.2.2温度对反应速率的影响 阿仑尼乌斯（Arrhenius ）方程程 阿仑尼乌斯公式 阿仑尼乌斯认为A和 Ea 都是与温度无关的常数。实际上活化能和指前因子均与温度相关，不过对某反应而言，当温度变化在指定范围100 K以内时， Ea和A可看作是不随温度改变的常数。 3 . 酶催化 催化剂的重要性 需要注意以下特点 ： 催化剂只能通过改变反应途径来改变反应速率，但不能改变反应的焓变(?rHm)、方向和限度 在反应速率方程中，催化剂对反应速率的影响体现在反应速率常数（k）内。对确定反应来说，反应温度一定时，采用不同的催化剂一般有不同的k值。 对同一个可逆反应来说，催化剂等值地降低了正、逆反应的活化能。 催化剂具有选择性。 3.4 化学平衡3.4.1可逆反应与化学平衡 1.4.1.1可逆反应与化学平衡（1）可逆反应 在同一条件下，既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应。 仅有少数的化学反应其反应物能全部转变为生成物，亦即反应能进行到底。 Ag? + Cl? AgCl ? 2KClO3 2KCl + 3O2 ? （2）化学平衡的基本特征 有些化学反应逆反应比较显著。例如, 373K时，将0.100mol无色的N2O4气体放入1L抽空的密闭容器中，立刻出现红综色。 N2O4 2NO2 （3）化学平衡： 正、逆反应速度相等时，体系所处的状态叫做化学平衡 化学平衡状态特征： （1）前提：恒温，封闭体系，可逆反应 （2）条件：正、逆反应速率相等 （3）标志：系统的组成不再随时间而变。 （4）化学平衡是动态平衡。 3.4.1.2平衡常数 1. 实验平衡常数 化学平衡常数：任何可逆反应，不管反应的始态如何，在一定温度下达平衡时，各生成物平衡浓度幂的乘积与反应物平衡浓度幂的乘积之比值是一个常数。以浓度表示的称为浓度平衡常数（Kc），以分压表示的称为压力平衡常数（Kp)。 PC = [C] RT, PD = [D]RT PY = [Y] RT, Pz = [Z]RT 则: 2. 书写平衡常数关系式的规则 如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中 CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) Kc =c (CO2) 稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中 Cr2O72? + H2O 2CrO42? + 2H? (2)标准平衡常数和标准摩尔自由能变化的关系 3.4.1.3化学平衡的计算 平衡转化率（?）：平衡时已转化了的某反应物 的量与转化前的该反应物的量之比。 注：化学平衡状态是反应进行的最大限度，某反应物在给定条件下，平衡时具有最大的转化率。平衡转化率即指定条件下的最大转化率。 3.5.1 浓度对化学平衡的影响 正向移动 平衡状态 逆向移动 当c(反应物)增大或c(生成物)减小时， J K? ，平衡向正向移动 当c(反应物)减小或c(生成物)增大时， J K? ，平衡向逆向移动 J ln RT G G m r m r + D = D q q q K RT G m r ln - = D q q = + - = D K J ln RT J ln RT K ln RT G m r q q ? t ? y ü ? ? ? í ì = ? t ? y ü ? ? ? í ì = = D K J K J ln RT G m r 时，