第3章 化學(xué)反應(yīng)速率

1、第第3章章 化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率 對(duì)于化學(xué)研究而言，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否被利對(duì)于化學(xué)研究而言，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否被利用，需要考慮以下三個(gè)問題：用，需要考慮以下三個(gè)問題： 1、即可能性問題；、即可能性問題； 2、反應(yīng)的產(chǎn)率問題，、反應(yīng)的產(chǎn)率問題，對(duì)于我們需要的反應(yīng)，對(duì)于我們需要的反應(yīng)，應(yīng)盡可能多的使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物，提高原材料應(yīng)盡可能多的使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物，提高原材料的利用率，降低成本；即化學(xué)平衡的問題，的利用率，降低成本；即化學(xué)平衡的問題， 、反應(yīng)進(jìn)行的速率，、反應(yīng)進(jìn)行的速率，對(duì)于有益的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)于有益的化學(xué)反應(yīng)，需要提高反應(yīng)速率，節(jié)省反應(yīng)時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效需要提高反應(yīng)速率，節(jié)省反應(yīng)時(shí)間，提

2、高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于不利的化學(xué)反應(yīng)或者我們不需要的化學(xué)反益。對(duì)于不利的化學(xué)反應(yīng)或者我們不需要的化學(xué)反應(yīng)，要采取措施應(yīng)，要采取措施 減慢反應(yīng)速率。減慢反應(yīng)速率。 化學(xué)熱力學(xué)只討論反應(yīng)的可能性，趨勢(shì)與程度，化學(xué)熱力學(xué)只討論反應(yīng)的可能性，趨勢(shì)與程度，卻不討論反應(yīng)的速率。卻不討論反應(yīng)的速率。化學(xué)動(dòng)力學(xué)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)的基本任務(wù)基本任務(wù)： 研究反應(yīng)進(jìn)行的條件研究反應(yīng)進(jìn)行的條件濃度、溫度、壓力、催濃度、溫度、壓力、催化劑等化劑等對(duì)反應(yīng)速率的影響對(duì)反應(yīng)速率的影響；揭示化學(xué)反應(yīng)的；揭示化學(xué)反應(yīng)的歷程歷程。目的目的：管理管理和和控制控制化學(xué)生產(chǎn)過程?；瘜W(xué)生產(chǎn)過程。化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究的核心問題：化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究的核心問題：如爆

3、炸反應(yīng)如爆炸反應(yīng)瞬間，中和反應(yīng)瞬間，中和反應(yīng)幾秒。幾秒。高溫固相合成無機(jī)材料、有機(jī)合成、高分子合成高溫固相合成無機(jī)材料、有機(jī)合成、高分子合成 小時(shí)；小時(shí)； 橡膠老化橡膠老化數(shù)年；數(shù)年； 石油石油, , 煤的形成煤的形成幾百萬年。幾百萬年。快：快：慢：慢： 速率速率和和機(jī)理機(jī)理反應(yīng)速度因不同的反應(yīng)而異：反應(yīng)速度因不同的反應(yīng)而異： 3.1 化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率3.1.1 反應(yīng)速率反應(yīng)速率 一定條件下一定條件下單位時(shí)間內(nèi)單位時(shí)間內(nèi)某化學(xué)反某化學(xué)反 應(yīng)的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾蕬?yīng)的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾?對(duì)于均勻體系的對(duì)于均勻體系的恒容恒容反應(yīng)，習(xí)慣用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)，習(xí)慣用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的

4、減少或生成物濃度的增加來表示，而反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示，而且習(xí)慣取正值。且習(xí)慣取正值。有三種表示方法有三種表示方法 平均速率平均速率 瞬時(shí)速率瞬時(shí)速率 初速率初速率 = = 或或(c)(c)產(chǎn)產(chǎn)tt= = -(c)-(c)反反tt 化學(xué)反應(yīng)速率的單位：化學(xué)反應(yīng)速率的單位： molL-1s-1、molL-1min-1、molL-1h-1。 化學(xué)反應(yīng)速率：化學(xué)反應(yīng)速率：1、平均速率：、平均速率： tcttcc1212 c 產(chǎn)物產(chǎn)物 反應(yīng)物反應(yīng)物 t反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線化學(xué)反應(yīng)在某一區(qū)間的平均速率化學(xué)反應(yīng)在某一區(qū)間的平均速率【例例】 N2 + 3H2 = 2NH3初始初始

5、t1 1.0 3.0 0.0 molL-12秒后秒后 t 2 0.8 2.4 0.4 molL-1 111 . 020 . 18 . 02sLmolN,3 . 0112sLmolH112 . 03sLmolNH同一同一化學(xué)反應(yīng)有幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)有幾個(gè)不同的速率不同的速率，使用不方便。，使用不方便。111 . 0231322sLmolNHHNtVnAAtcAA1tVAa1平均速率定義平均速率定義 一般的化學(xué)反應(yīng)：一般的化學(xué)反應(yīng)： a A + b B = g G + h HhgbaHGBAAb12、瞬時(shí)速率、瞬時(shí)速率 當(dāng)當(dāng)tt趨近于趨近于0 0時(shí)的反應(yīng)速率，即時(shí)的反應(yīng)速率，即時(shí)間間隔時(shí)間間隔 t 趨趨

6、于無限小于無限小( t 0)時(shí)的平均速率的極限時(shí)的平均速率的極限稱為稱為瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度，用符號(hào)用符號(hào)“”表示。表示。 為導(dǎo)數(shù)，它為導(dǎo)數(shù)，它的幾何意義是的幾何意義是c - t曲線曲線上某上某點(diǎn)的斜率。點(diǎn)的斜率。dtdcA反應(yīng)物反應(yīng)物 AtiAAdtdcAtcAdtdctcAAtAlim0化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)：a A + b B = g G + h H瞬時(shí)速率：瞬時(shí)速率：dtdcAA1tcAA1dtdcdtdcdtdcdtdcHHGGBBAA1111BAba11HGhg11化學(xué)反應(yīng)速化學(xué)反應(yīng)速率率的實(shí)驗(yàn)測定的實(shí)驗(yàn)測定1 1） 測定反應(yīng)體系中某一組分在各個(gè)反應(yīng)時(shí)刻的濃度測定反應(yīng)體系中某一組分在各個(gè)反

7、應(yīng)時(shí)刻的濃度實(shí)驗(yàn)方法（實(shí)驗(yàn)方法（步驟）步驟）2 2） 根據(jù)表作被測組分的濃度根據(jù)表作被測組分的濃度時(shí)間圖時(shí)間圖3 3）曲線上各點(diǎn)的斜率就是該點(diǎn)的反應(yīng)速度率）曲線上各點(diǎn)的斜率就是該點(diǎn)的反應(yīng)速度率 0.160 -0.120 -0.080 -0.040 -| | | | |0 1 2 3 4 t cdtdctc基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)非基元反應(yīng)非基元反應(yīng)：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)稱為非由兩個(gè)或兩個(gè)以上的基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)稱為非 基元反應(yīng)，亦稱基元反應(yīng)，亦稱復(fù)雜反應(yīng)復(fù)雜反應(yīng)。 基元反應(yīng)基元反應(yīng)：反應(yīng)物分子：反應(yīng)物分子一步一步作用作用直接直接轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的反應(yīng)。轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的反應(yīng)

8、。 簡單反應(yīng)簡單反應(yīng)：由一個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)稱為：由一個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)稱為簡單反應(yīng)簡單反應(yīng)。 例：例：N2O4 = 2NO2 是簡單反應(yīng)，是簡單反應(yīng)，也是基元反應(yīng)。也是基元反應(yīng)。3.1.2 反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理 絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是復(fù)雜反應(yīng)，絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是復(fù)雜反應(yīng)，因此，一般因此，一般的反應(yīng)方程式，除非特別說明是基元反應(yīng)，否則不的反應(yīng)方程式，除非特別說明是基元反應(yīng)，否則不能當(dāng)作基元反應(yīng)。能當(dāng)作基元反應(yīng)。 H2 + I2 = 2HI2N2O5 = 4NO2 + O2 N2O5 N2O3 + O2 反應(yīng)機(jī)理：化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的途徑稱為反應(yīng)機(jī)理或反應(yīng)機(jī)理：化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的途徑稱為反應(yīng)機(jī)

9、理或 反應(yīng)歷程。反應(yīng)歷程。 在復(fù)雜反應(yīng)中，反應(yīng)速率最慢的基元反應(yīng)稱決速步驟，上述在復(fù)雜反應(yīng)中，反應(yīng)速率最慢的基元反應(yīng)稱決速步驟，上述步驟為決速步驟。也稱步驟為決速步驟。也稱控制步驟控制步驟決速步驟決速步驟 I2 2 I H2 + 2 I 2HI N2O3 NO2 + NO 2NO + O2 2NO2快快慢慢快快快快慢慢 總反應(yīng)速率是由總反應(yīng)速率是由最慢最慢的基元反應(yīng)來決定。的基元反應(yīng)來決定?；瘜W(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)：a A + b B = g G + h H瞬時(shí)速率：瞬時(shí)速率：dtdcAA1平均速率：平均速率：tcAA1dtdcdtdcdtdcdtdcHHCGBBAA1111非基元反應(yīng)非基元反應(yīng)：由

10、兩個(gè)或兩個(gè)以上的基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)稱為非由兩個(gè)或兩個(gè)以上的基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)稱為非 基元反應(yīng)，亦稱基元反應(yīng)，亦稱復(fù)雜反應(yīng)復(fù)雜反應(yīng)。 基元反應(yīng)基元反應(yīng)：反應(yīng)物分子：反應(yīng)物分子一步一步作用作用直接直接轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的反應(yīng)。轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的反應(yīng)。 簡單反應(yīng)簡單反應(yīng)：由一個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)稱為：由一個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)稱為簡單反應(yīng)簡單反應(yīng)。 N2O4 = 2NO22N2O5 = 4NO2 + O2 N2O5 N2O3 + O2 在復(fù)雜反應(yīng)中，反應(yīng)速率最慢的基元反應(yīng)稱決速步驟，上述在復(fù)雜反應(yīng)中，反應(yīng)速率最慢的基元反應(yīng)稱決速步驟，上述步驟為決速步驟。也稱步驟為決速步驟。也稱控制步驟控制步驟決速步驟決速步

11、驟 N2O3 NO2 + NO 2NO + O2 2NO2快快慢慢快快 總反應(yīng)速率是由總反應(yīng)速率是由最慢最慢的基元反應(yīng)來決定。的基元反應(yīng)來決定。3.1.3 速率方程和速率常數(shù)速率方程和速率常數(shù) 基元反應(yīng)基元反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的冪的乘積的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的冪的乘積成正比。成正比。質(zhì)量作用定律質(zhì)量作用定律:一、一、 簡單反應(yīng)的速率方程簡單反應(yīng)的速率方程例：基元反應(yīng)例：基元反應(yīng) NO2 + CO = NO + CO2 CONOckc2任一任一基元基元反應(yīng)：反應(yīng)： a A + b B = g G + h H 反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù) 速率常數(shù)速率常數(shù)反應(yīng)速率反應(yīng)速率二二） 復(fù)雜反應(yīng)的復(fù)雜反應(yīng)的速率

12、方程速率方程 用用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法測定反應(yīng)速率受方法測定反應(yīng)速率受反應(yīng)物反應(yīng)物的量或濃度的量或濃度影響的定量方程。影響的定量方程。速率方程：速率方程： kcAmcBn 一般的化學(xué)反應(yīng)一般的化學(xué)反應(yīng): a A + b B = g G + h H bBaAckc速率方程速率方程不符合不符合質(zhì)量作用定律的反應(yīng)一定是復(fù)雜反應(yīng)質(zhì)量作用定律的反應(yīng)一定是復(fù)雜反應(yīng) 如下列反應(yīng)：如下列反應(yīng)： H2 + I22HI實(shí)驗(yàn)測得速率方程是實(shí)驗(yàn)測得速率方程是 kc(H2)c(I2) 用質(zhì)量作用定律來判斷一個(gè)反應(yīng)是否為簡單（基用質(zhì)量作用定律來判斷一個(gè)反應(yīng)是否為簡單（基元）反應(yīng)，只是一個(gè)必要條件，而不是充分條件。確元）反應(yīng)，只是

13、一個(gè)必要條件，而不是充分條件。確定一個(gè)反應(yīng)的歷程是一件復(fù)雜的工作。真正的基元反定一個(gè)反應(yīng)的歷程是一件復(fù)雜的工作。真正的基元反應(yīng)例子是不多的。應(yīng)例子是不多的。 機(jī)理：機(jī)理：I2 2I (快反應(yīng)快反應(yīng)) 2I+H22HI(慢反應(yīng)慢反應(yīng))速率方程速率方程符合符合質(zhì)量作用定律的反應(yīng)不一定是基元反應(yīng)質(zhì)量作用定律的反應(yīng)不一定是基元反應(yīng)思考：思考：速率方程：速率方程： kcAxc By 確定一個(gè)反應(yīng)的速度方程確定一個(gè)反應(yīng)的速度方程不能不能根據(jù)反應(yīng)方程式根據(jù)反應(yīng)方程式來寫，只能來寫，只能依據(jù)實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)來確定。事實(shí)來確定。 確定確定x時(shí)，時(shí)，B的濃度固定不變，考察反應(yīng)速率的濃度固定不變，考察反應(yīng)速率隨隨A

14、濃度變化的關(guān)系確定濃度變化的關(guān)系確定x值值; 確定確定y時(shí)，固定時(shí)，固定A的濃度不變，考察反應(yīng)速度的濃度不變，考察反應(yīng)速度隨隨B濃度變化的關(guān)系確定濃度變化的關(guān)系確定y值。值。一般的化學(xué)反應(yīng)一般的化學(xué)反應(yīng): a A + b B = g G + h H 用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立速率方程用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立速率方程 【例【例 1】已知反應(yīng)已知反應(yīng) aA + bB = C 在某在某溫度下實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如下表，求該反應(yīng)溫度下實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如下表，求該反應(yīng)的速率方程和速率常數(shù)的速率方程和速率常數(shù)k。 起始濃度起始濃度(molL-1)編號(hào)編號(hào) cAcB初速率初速率 (molL-1s-1) 12 3 46.00 10-36.

15、00 10-31.00 10-32.00 10-31.00 10-32.00 10-36.00 10-36.00 10-33.10 10-36.36 10-30.48 10-31.92 10-3 = k c Ax cB y 211036. 61010. 32133y推出推出 y = 1解：設(shè)速率方程為解：設(shè)速率方程為12412143x計(jì)算計(jì)算 k 值值將（將（1）的數(shù)據(jù)代入）的數(shù)據(jù)代入 = k cA2 cB = k (6.00 10-3)2 (1.00 10-3) = 3.1010-3 k = 8.61104 (L2 mol-2 s-1 ) = 8.61104 cA2 cB 速率方程為：速率方

16、程為：同理：同理：x = 2 【例【例 2】有一化學(xué)反應(yīng)：有一化學(xué)反應(yīng)：aA + bB = C，在在298K時(shí)，將時(shí)，將A、B溶液按不同濃度混合，溶液按不同濃度混合，得到下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：得到下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：A的初時(shí)濃度的初時(shí)濃度/molL-1B的初時(shí)濃度的初時(shí)濃度/molL-11.02.04.01.01.01.01.01.01.01.02.04.0 1.2 10-2 2.3 10-2 4.9 10-2 1.2 10-2 4.8 10-2 1.9 10-1求此反應(yīng)的速度方程和速度常數(shù)。求此反應(yīng)的速度方程和速度常數(shù)。初時(shí)速率初時(shí)速率/molL-1s-11）2）3）4）5）6） k cAx cBy 1）

17、保持）保持B的濃度不變，分析的濃度不變，分析1）、）、2）、）、3）組數(shù)）組數(shù) 據(jù)，因?yàn)樗俣葥?jù)，因?yàn)樗俣?與與A的濃度成正比，所以的濃度成正比，所以x 1； 2）保持）保持A的濃度不變，分析的濃度不變，分析4）、）、5）、）、6）組數(shù)）組數(shù) 據(jù)，速度據(jù)，速度與與B濃度的平方成正比，所以濃度的平方成正比，所以y 2。解：設(shè)該反應(yīng)的速度方程為：解：設(shè)該反應(yīng)的速度方程為：因此該反應(yīng)的速度方程為因此該反應(yīng)的速度方程為: rkc(A)c(B)23）將任一組數(shù)據(jù)代入方程均可求出速度常數(shù)）將任一組數(shù)據(jù)代入方程均可求出速度常數(shù)k：該反應(yīng)的速度方程是：該反應(yīng)的速度方程是：22102 . 1BAcc 3.1.4

18、反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù)速率方程速率方程: k c A m c B n 若若m = 1時(shí)，對(duì)于時(shí)，對(duì)于A為一級(jí)反應(yīng)；為一級(jí)反應(yīng)； 若若n = 2時(shí)時(shí) ，對(duì)于，對(duì)于B為二級(jí)反應(yīng)；為二級(jí)反應(yīng)； m + n = 3時(shí)時(shí) ，總反應(yīng)級(jí)數(shù)為，總反應(yīng)級(jí)數(shù)為3； m + n = 0時(shí)時(shí) ，反應(yīng)為反應(yīng)為零級(jí)零級(jí)反應(yīng)。反應(yīng)。反應(yīng)級(jí)數(shù)不一定是正整數(shù)，可以是反應(yīng)級(jí)數(shù)不一定是正整數(shù)，可以是分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)，也可以是，也可以是零零： 1、表示反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系；、表示反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系； 2、零級(jí)反應(yīng)表示了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)。、零級(jí)反應(yīng)表示了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)。 基元反應(yīng)：基元反應(yīng)： ma，nb； 復(fù)雜反

19、應(yīng)：復(fù)雜反應(yīng)： 通過通過實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)確定確定m、n值。值。速率方程：速率方程： kcAmcBn 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng): a A + b B = g G + h H 速率常數(shù)速率常數(shù) k 的物理意義：在一定的條件下的物理意義：在一定的條件下(溫度、催化劑溫度、催化劑)，反應(yīng)，反應(yīng)物濃度均為物濃度均為1molL-1時(shí)的反應(yīng)速率。時(shí)的反應(yīng)速率。 1、 反應(yīng)不同，反應(yīng)不同，k值不同。值不同。 2、 同一反應(yīng)，溫度不同同一反應(yīng)，溫度不同k值不同。值不同。 3、 同一反應(yīng)，溫度一定時(shí)，有無催化劑同一反應(yīng)，溫度一定時(shí)，有無催化劑k也是不同的。也是不同的。反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù) 0 1 2 3k單位單位 molL-1s-1

20、 s-1 Lmol-1s-1 (Lmol-1)2s-1顯然，由速率常數(shù)可以判斷反應(yīng)的級(jí)數(shù)。顯然，由速率常數(shù)可以判斷反應(yīng)的級(jí)數(shù)。速率方程速率方程 = k = k c = k c 2 = k c3 kcAmcBn 表面催化反應(yīng)表面催化反應(yīng)3.2.1 范特霍夫范特霍夫(vant Hoff)規(guī)則規(guī)則4 42 21 10 0kkTT 若溫度升高若溫度升高10度，度，k 值增大值增大2倍倍(或或3倍倍)。3.2 溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響3.2.2 阿侖尼烏斯阿侖尼烏斯(Arrhenius)經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式 RTEaeAkA：反應(yīng)的特征常數(shù)，稱為：反應(yīng)的特征常數(shù)，稱為指前因子指前因子e ：自

21、然對(duì)數(shù)的底數(shù)，：自然對(duì)數(shù)的底數(shù)，2.718R： 氣體常數(shù)，為氣體常數(shù)，為 8.314 Jmol-1K-1T： 熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度 ( K )Ea：活化能：活化能 ( kJ mol-1 )CTREka1ln或或） 由不同溫度的速率常數(shù)作圖法求反應(yīng)的活化能由不同溫度的速率常數(shù)作圖法求反應(yīng)的活化能Ea把上式改寫成以把上式改寫成以10為底的對(duì)數(shù)形式：為底的對(duì)數(shù)形式： lg k = - + lg AEa2.303RTln k = + lnA - EaRT3.2.3 阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式的應(yīng)用阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式的應(yīng)用 RTEaeAk截距 = lg A例：實(shí)驗(yàn)測得溫度對(duì)反應(yīng)：例：實(shí)驗(yàn)測得溫度對(duì)反應(yīng)：NO2+

22、CO = NO + CO2的影響如下表，求反應(yīng)的活化能。的影響如下表，求反應(yīng)的活化能。T/K 600 650 700 750 800k/(Lmol-1 s-1) 0.028 0.22 1.3 6.0 23解解: 將上表進(jìn)行處理得將上表進(jìn)行處理得:(1/T)103 1.67 1.54 1.43 1.33 1.25lg k -1.55 -0.65 0.114 0.778 1.36由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作lg k1/T圖圖在直線上取兩點(diǎn)坐標(biāo)：在直線上取兩點(diǎn)坐標(biāo)： A(1.2,1.8)，B(1.7,-1.7)斜率斜率 = = -7.0103-3.50.5 10-3Ea = - 2.303R斜率斜率 =

23、 134 kJmol-1A(1.2,1.8)B(1.7,-1.7)已知已知 T11， T22，1 11 1RTEAlnklna 2 22 2RTEAlnklna 2)由不同溫度的速度常數(shù)計(jì)算法求反應(yīng)的活化能由不同溫度的速度常數(shù)計(jì)算法求反應(yīng)的活化能Ea )TTTT(REkklna2 21 11 12 21 12 2 則有：則有：【例【例】反應(yīng)反應(yīng) S2O82- + 2I- = 2SO42- + I2，已，已273K時(shí)的速率常數(shù)為時(shí)的速率常數(shù)為8.210-4，293K時(shí)速時(shí)速率常數(shù)率常數(shù)4.110-3，計(jì)算該反應(yīng)的活化能。，計(jì)算該反應(yīng)的活化能。解：根據(jù)解：根據(jù))(ln211212TTTTREkka

24、)(.E.lna2 29 93 32 27 73 32 27 73 32 29 93 31 10 03 31 14 48 81 10 02 28 81 10 01 14 43 34 43 3 Ea = 53.5 (kJmol-1)例例 某反應(yīng)的活化能某反應(yīng)的活化能Ea1.14105 Jmol-1。在在600K時(shí)時(shí)k0.75 Lmol-1s-1，計(jì)算，計(jì)算700K的的k。解：解：Ea1.14105 Jmol-1 T2700 K;T1600 K k10.75 Lmol-1s-1 k2=?k226 k1260.7520 (Lmol-1s-1)答答: 700K時(shí)的速度常數(shù)是時(shí)的速度常數(shù)是 k = 20

25、 (Lmol-1s-1)= 1.42 根據(jù)根據(jù).)(303. 2lg211212TTTTREkka2612kk活化能：活化能：活化分子具有的平均能量與活化分子具有的平均能量與分子的平均能量之差，分子的平均能量之差， 稱為該反應(yīng)的活化稱為該反應(yīng)的活化能，能，符號(hào)符號(hào)Ea?；罨転椤；罨転檎嫡?。 單位：單位：kJmol-1 相同條件下，相同條件下，Ea越大，活化分子百分?jǐn)?shù)越大，活化分子百分?jǐn)?shù)（f） 越小，反應(yīng)越慢。反之，越小，反應(yīng)越慢。反之，Ea越小，越小，f 越大，反應(yīng)越快。越大，反應(yīng)越快。 Ea的大小與反應(yīng)本性的大小與反應(yīng)本性(物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵化學(xué)鍵)有關(guān)。碰撞理論

26、中，有關(guān)。碰撞理論中，Ea只能由實(shí)驗(yàn)只能由實(shí)驗(yàn)來確定。來確定?；罨茉酱螅罨肿訑?shù)就越少，反應(yīng)物活化能越大，活化分子數(shù)就越少，反應(yīng)物分子的有效碰撞就越少，反應(yīng)速率就越少。不分子的有效碰撞就越少，反應(yīng)速率就越少。不同的化學(xué)反應(yīng)有不同的活化能，活化能由實(shí)驗(yàn)同的化學(xué)反應(yīng)有不同的活化能，活化能由實(shí)驗(yàn)測定。測定。 一般化學(xué)反應(yīng)的活化能在：一般化學(xué)反應(yīng)的活化能在：60240 kJmol-1 Ea40kJmol-1反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速度很大。反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速度很大。 Ea400kJmol-1的反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速度很慢。的反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速度很慢。 活化能大小是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的反映?；罨艽笮∈俏镔|(zhì)結(jié)構(gòu)的反映。3.4 催化劑催化

27、劑 3.4.1 催化劑和催化作用催化劑和催化作用 凡能改變反應(yīng)速度的而本身的凡能改變反應(yīng)速度的而本身的組成和質(zhì)量組成和質(zhì)量在反應(yīng)在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)，稱為催化劑。催化劑能改變反前后保持不變的物質(zhì)，稱為催化劑。催化劑能改變反應(yīng)速度的作用稱為催化作用。應(yīng)速度的作用稱為催化作用。 正催化劑：正催化劑：加速反應(yīng)速率；加速反應(yīng)速率； 負(fù)催化劑：負(fù)催化劑：減慢反應(yīng)速率。減慢反應(yīng)速率。 一般提到催化劑，均指有加快反應(yīng)速率作一般提到催化劑，均指有加快反應(yīng)速率作用的正催化劑。用的正催化劑?；瘜W(xué)催化：均相催化、非均相催化；生物催化：生命體中各種酶的催化；物理催化：光催化、電催化。催化劑：加入少量就能加快反應(yīng)而

28、本身的化學(xué)催化劑：加入少量就能加快反應(yīng)而本身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不變的物質(zhì)。性質(zhì)和質(zhì)量不變的物質(zhì)。物理性質(zhì)變化：如，狀態(tài)的變化。物理性質(zhì)變化：如，狀態(tài)的變化。3.4.2 催化劑的特點(diǎn)催化劑的特點(diǎn) AK+BAB+KE AK+BAB+KEA+BABAK+BAB+KABE1E2EaEa反應(yīng)進(jìn)程反應(yīng)進(jìn)程E A + K = AKAK+B = AB+KA + B = ABH加催化劑加催化劑 K后后： 催化劑參加反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的催化劑參加反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的 中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物再反應(yīng)生成產(chǎn)物和原來的催化劑。中間產(chǎn)物再反應(yīng)生成產(chǎn)物和原來的催化劑。 AK+BAB+KE AK+BAB+KEA+BABAK+B

29、AB+KABE1E2EaEa反應(yīng)進(jìn)程反應(yīng)進(jìn)程EH由于由于E1、E2均小于均小于Ea，所以反應(yīng)速度加快。，所以反應(yīng)速度加快。 如如:HI分解反應(yīng)，若反應(yīng)在分解反應(yīng)，若反應(yīng)在503K進(jìn)行，無催化劑時(shí)，進(jìn)行，無催化劑時(shí)，活化能是活化能是184kJmol-1，以，以Au粉為催化劑時(shí)，活化能降低粉為催化劑時(shí)，活化能降低至至104.6kJmol-1由于由于活化能降低約活化能降低約80kJmol-1致使致使反應(yīng)速反應(yīng)速度增大約度增大約1千萬倍千萬倍。催化反應(yīng)特點(diǎn)催化反應(yīng)特點(diǎn) 1 1）催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過改變反應(yīng)）催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過改變反應(yīng)機(jī)理實(shí)現(xiàn)的。機(jī)理實(shí)現(xiàn)的。催化劑的催化機(jī)理主要是改變了

30、反催化劑的催化機(jī)理主要是改變了反應(yīng)的途徑，從而使反應(yīng)的活化能發(fā)生了改變（降應(yīng)的途徑，從而使反應(yīng)的活化能發(fā)生了改變（降低了活化能）低了活化能）。 3）催化劑具有選擇性。）催化劑具有選擇性。 5）反應(yīng)過程中催化劑本身發(fā)生變化。）反應(yīng)過程中催化劑本身發(fā)生變化。 2）催化劑只能加速熱力學(xué)上認(rèn)為可以實(shí)際發(fā)）催化劑只能加速熱力學(xué)上認(rèn)為可以實(shí)際發(fā)生的反應(yīng)。生的反應(yīng)。催經(jīng)劑只能改變反應(yīng)的速率而改變反催經(jīng)劑只能改變反應(yīng)的速率而改變反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，不影響平衡。不影響平衡。4）某些雜質(zhì)對(duì)催化劑性能有很多影響。）某些雜質(zhì)對(duì)催化劑性能有很多影響。助催化劑，抑制劑，催化劑中毒助催化劑，抑制劑，催化劑

31、中毒 【例】已知乙醛的催化分解與非催化分解反【例】已知乙醛的催化分解與非催化分解反應(yīng)分別為應(yīng)分別為: CH3CHO = CH4+CO Ea催催=36 kJmol-1 CH3CHO = CH4+CO Ea = 190 kJmol-1 若反應(yīng)若反應(yīng)與與的指前因子的指前因子A近似相等，試求近似相等，試求在在300K時(shí)，反應(yīng)時(shí)，反應(yīng) 的反應(yīng)速率是反應(yīng)的反應(yīng)速率是反應(yīng)的多少的多少倍。倍。RTEERTERTEaaaaeAeAekk 催催催催催催9300314. 810154105 . 23ekk催解：解：3.5 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡例：例： a A + bB g G + h H 在同一條件

32、下，既能向正反應(yīng)方向又能向逆在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)。3.5.1 可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)反應(yīng)物反應(yīng)物產(chǎn)物產(chǎn)物可逆反應(yīng)可逆反應(yīng) 反應(yīng)物反應(yīng)物產(chǎn)物產(chǎn)物不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)如果反應(yīng)只能向一個(gè)方向進(jìn)行，則稱如果反應(yīng)只能向一個(gè)方向進(jìn)行，則稱不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)。V正正 V逆逆：反應(yīng)正向進(jìn)行：反應(yīng)正向進(jìn)行V正正 V逆逆：不可逆反應(yīng)：不可逆反應(yīng)反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物V正正V逆逆反反應(yīng)應(yīng)速速度度v時(shí)間時(shí)間t正正=逆逆化學(xué)平衡化學(xué)平衡 在可逆反應(yīng)中，正逆反應(yīng)的速度相等時(shí)，在可逆反應(yīng)中，正逆反應(yīng)的速度相等時(shí)，體系所處的狀態(tài)稱為化學(xué)平衡。體系所處

33、的狀態(tài)稱為化學(xué)平衡。化學(xué)平衡化學(xué)平衡正正逆逆化學(xué)平衡特點(diǎn)化學(xué)平衡特點(diǎn) 1、只有在、只有在恒溫恒溫條件下，封閉體系中進(jìn)行的可逆反條件下，封閉體系中進(jìn)行的可逆反應(yīng)，才能應(yīng)，才能建立化學(xué)平衡，這是建立化學(xué)平衡的建立化學(xué)平衡，這是建立化學(xué)平衡的前提前提。2、 正逆反應(yīng)正逆反應(yīng)速度相等速度相等是化學(xué)平衡建立的是化學(xué)平衡建立的條件條件。 3、平衡狀態(tài)是封閉體系中可逆反應(yīng)進(jìn)行的最大平衡狀態(tài)是封閉體系中可逆反應(yīng)進(jìn)行的最大限度，各物質(zhì)限度，各物質(zhì)濃度都不再隨時(shí)間改變濃度都不再隨時(shí)間改變，這是建立平，這是建立平衡的衡的標(biāo)志標(biāo)志。 4、化學(xué)平衡是有、化學(xué)平衡是有條件的條件的、暫時(shí)的暫時(shí)的平衡。當(dāng)外界平衡。當(dāng)外界因素

34、改變時(shí)，正、逆反應(yīng)速度發(fā)生變化，原有平衡將因素改變時(shí)，正、逆反應(yīng)速度發(fā)生變化，原有平衡將受到破壞，直到建立新的動(dòng)態(tài)平衡。受到破壞，直到建立新的動(dòng)態(tài)平衡。勒沙特列勒沙特列(A.L.le Chatelier)原理原理 改變平衡系統(tǒng)的條件之一，如溫度、壓改變平衡系統(tǒng)的條件之一，如溫度、壓力或濃度，平衡就向減弱這個(gè)改變的方向移力或濃度，平衡就向減弱這個(gè)改變的方向移動(dòng)。動(dòng)。 這是一條普遍的規(guī)律，適用于所有的動(dòng)態(tài)這是一條普遍的規(guī)律，適用于所有的動(dòng)態(tài)平衡平衡(包括物理平衡包括物理平衡)。平衡平衡反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物濃度、壓力、溫度濃度、壓力、溫度 a A + bB g G + h H 3.5.2 標(biāo)準(zhǔn)平

35、衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kp 稱為標(biāo)準(zhǔn)壓力平衡常數(shù)稱為標(biāo)準(zhǔn)壓力平衡常數(shù)bBaAhHgGpppppppppK/ippKip/Kc 稱為標(biāo)準(zhǔn)濃度平衡常數(shù)：稱為標(biāo)準(zhǔn)濃度平衡常數(shù)：反應(yīng)中既有反應(yīng)中既有溶液溶液又有又有氣體氣體物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)：物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)：bBaAhHgGcccccccccK/iccKic/ippKi/icci/bBaAhHgGcccccccccK/bBaAhHgGpppppppppK/ 但由于速度太慢，常溫時(shí)，幾乎不發(fā)生反應(yīng)。但由于速度太慢，常溫時(shí)，幾乎不發(fā)生反應(yīng)。 2、平衡常數(shù)數(shù)值、平衡常數(shù)數(shù)值極小極小的反應(yīng)，說明正反應(yīng)在該條的反應(yīng)，說明正反應(yīng)在該條件下不可能進(jìn)行，件下不可能進(jìn)行，如

36、如: N2 + O2 2NO Kc = 10-30(298K)，所以常溫下用此反應(yīng)固定氮?dú)馐?，所以常溫下用此反?yīng)固定氮?dú)馐遣豢赡艿?。因此沒有必要在該條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以免浪不可能的。因此沒有必要在該條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以免浪費(fèi)人力物力?；蛘吒淖儣l件使反應(yīng)在新的條件下進(jìn)行比費(fèi)人力物力?；蛘吒淖儣l件使反應(yīng)在新的條件下進(jìn)行比較好一些。較好一些。正確理解平衡常數(shù)正確理解平衡常數(shù)（Kp = 6.91024） 如：如：2SO2(g)+O2 2SO3(g) 298K時(shí)時(shí)Kp很大很大: 1、平衡常數(shù)數(shù)值的大小，只能大致告訴我們一個(gè)平衡常數(shù)數(shù)值的大小，只能大致告訴我們一個(gè)可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)所進(jìn)行的最大程度，可逆反應(yīng)的

37、正向反應(yīng)所進(jìn)行的最大程度，并并不能不能預(yù)示反預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。 1、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)僅是溫度僅是溫度的函數(shù)，當(dāng)溫度不變時(shí)其的函數(shù)，當(dāng)溫度不變時(shí)其為一常數(shù)。為一常數(shù)。 2、如果反應(yīng)中有固體和純液體參加，它們的濃度或、如果反應(yīng)中有固體和純液體參加，它們的濃度或分壓視為常數(shù)而不寫在平衡關(guān)系式中。平衡關(guān)系式中分壓視為常數(shù)而不寫在平衡關(guān)系式中。平衡關(guān)系式中只包只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。3.5.3 書寫標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式應(yīng)該注意的事項(xiàng)：書寫標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式應(yīng)該注意的事項(xiàng)： 4、同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)反應(yīng)式來表示

38、，、同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)反應(yīng)式來表示，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫形式有關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫形式有關(guān)。 3、稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度也稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度也不寫在平衡關(guān)系式中。不寫在平衡關(guān)系式中。 非水溶液非水溶液中的反應(yīng)，如有水生成中的反應(yīng)，如有水生成或有水參加反應(yīng)，此時(shí)水的濃度或有水參加反應(yīng)，此時(shí)水的濃度不可不可視為常數(shù)，必須表示視為常數(shù)，必須表示在平衡關(guān)系式中。在平衡關(guān)系式中。/4222ppppKONNOpN2O4(g ) 2NO2(g) 2NO2(g) N2O4(g ) 2/242ppppKNOONp21 /422p

39、pppKONNOp1/2 N2O4(g ) NO2(g) 5、反應(yīng)相加，平衡常數(shù)相乘。反應(yīng)相加，平衡常數(shù)相乘。2 )(1pppKKK例：已知反應(yīng)例：已知反應(yīng)CO+H2O CO2+H2 平衡時(shí)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為各物質(zhì)的濃度分別為cCO=0.8mol/L，1.8mol/L， 1.2mol/L，CO的起的起始濃度為始濃度為2mol/L,如果溫度不變，使水蒸氣如果溫度不變，使水蒸氣的濃度增至的濃度增至6mol/L，求，求CO的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。 OH2c 22HCOcc解：解： CO + H2O = CO2 + H2 起始：起始： 2.0 平衡：平衡： 0.8 1.8 1.2 1. 2 加入水蒸

40、氣：加入水蒸氣： 0.8 6.0 1.2 1. 2 新平衡：新平衡： 0.8-y 6.0-y 1.2+y 1.2+y 3.5.4 有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算)0 . 6)(8 . 0()2 . 1 (8 . 08 . 1)2 . 1 (22yyyy = 0.37 molL-1CO的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率 = 100% = 78.5% 0 02 23 37 70 02 21 1.平衡移動(dòng)平衡常數(shù)平衡移動(dòng)平衡常數(shù) 不變不變cK13.6 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)摩爾自由能的關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)摩爾自由能的關(guān)系: a A + bB g G + h H 范特霍夫等溫方程：范特霍夫等溫方程： pA、pB 、

41、p G 、pH 分別為分別為任意任意狀態(tài)狀態(tài)下的下的A、B、G、H 物質(zhì)的壓力。物質(zhì)的壓力。bBaAhHgGmrmrppppppppRTGG)/()/()/()/(lnQ 當(dāng)體系處于平衡時(shí)：當(dāng)體系處于平衡時(shí)：反應(yīng)商反應(yīng)商(濃度商濃度商 )bBaAhHgGppppppppQ)/()/()/()/(bBaAhHgGccccccccQ)/()/()/()/(QRTGGmrmrln范特霍夫等溫方程：范特霍夫等溫方程：QRTGGmrmrln0bBaAhHgGmrppppppppRTG/ln則則KRTGGmrmrln0 所以所以 KRTGmrlnQRTKRTGmrlnln0 rGm =0 時(shí)時(shí) 反應(yīng)達(dá)到平

42、衡反應(yīng)達(dá)到平衡 Q = K 非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的反應(yīng)方向判據(jù)：非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的反應(yīng)方向判據(jù)： rGm 0時(shí)時(shí) 反應(yīng)逆向進(jìn)行反應(yīng)逆向進(jìn)行 Q K rGm 0時(shí)時(shí) 反應(yīng)正向進(jìn)行反應(yīng)正向進(jìn)行 Q KQRTKRTGmrlnln偶聯(lián)反應(yīng)的平衡常數(shù)（重平衡原則）偶聯(lián)反應(yīng)的平衡常數(shù)（重平衡原則）如果某個(gè)反應(yīng)可以表示為兩個(gè)或多個(gè)反應(yīng)的如果某個(gè)反應(yīng)可以表示為兩個(gè)或多個(gè)反應(yīng)的總總和和，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各分步反應(yīng)平衡常數(shù)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各分步反應(yīng)平衡常數(shù)之之積積。這個(gè)關(guān)系稱為。這個(gè)關(guān)系稱為多重平衡規(guī)則多重平衡規(guī)則。已知反應(yīng)：已知反應(yīng)：S(s) + H2(g) = H2S(g) K1 = 1.010-3， SO2(

43、g) = S(s) + O2 (g) K2 = 2.010-7計(jì)算下列反應(yīng)的計(jì)算下列反應(yīng)的K 值：值：SO2(g) + H2(g) = H2S(g) + O2(g) 2.010-10KRTGmrln ) 3()2(G) 1 (rmrmmrmrGGG )3(ln)2(Kln) 1 (lnlnKRTRTKRTKRT )3(ln)2(Kln) 1 (lnlnKRTRTKK.) 3()2(K) 1 (KKK a A + b B g G + h H 在恒溫下增加反應(yīng)物的濃度或減小生成物的在恒溫下增加反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；相反，減小反應(yīng)濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；相反，減小

44、反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。動(dòng)。 3.7.1 濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響G = - RT ln Kc + RT ln Qc rGm 0時(shí)時(shí) 反應(yīng)正向進(jìn)行反應(yīng)正向進(jìn)行 Q K3.7 化學(xué)平衡的移動(dòng)化學(xué)平衡的移動(dòng)bBaAhHgGccccccccQ)/()/()/()/( a A + b B g G + h H 在恒溫下增加反應(yīng)物的濃度或減小生成物的在恒溫下增加反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；相反，減小反應(yīng)濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；相反，減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移物濃度或增大

45、生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。動(dòng)。 3.7.1 濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響G = - RT ln Kc + RT ln Qc rGm 0時(shí)時(shí) 反應(yīng)正向進(jìn)行反應(yīng)正向進(jìn)行 Q K3.7 化學(xué)平衡的移動(dòng)化學(xué)平衡的移動(dòng)bBaAhHgGccccccccQ)/()/()/()/(3.7.2 壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響一、分壓對(duì)化學(xué)平衡的影響一、分壓對(duì)化學(xué)平衡的影響(有氣體參加的反應(yīng)有氣體參加的反應(yīng))Qp =Qc (RT) pV=nRT a A + bB g G + h Hp=cRT 在恒溫下在恒溫下增加反應(yīng)物增加反應(yīng)物的分壓或的分壓或減小減小產(chǎn)物的分產(chǎn)物的分壓，平衡向壓，平

46、衡向正正反應(yīng)方向移動(dòng)；相反，反應(yīng)方向移動(dòng)；相反，減小減小反應(yīng)物反應(yīng)物分壓或分壓或增大增大產(chǎn)物分壓，平衡向產(chǎn)物分壓，平衡向逆逆反應(yīng)方向移動(dòng)。反應(yīng)方向移動(dòng)。 bBaAhHgGpppppppppQ)/()/()/()/(ppQRTKRTGlnln二、總壓對(duì)化學(xué)平衡的影響二、總壓對(duì)化學(xué)平衡的影響Kp = pi i = (xi p ) i = 0Kp = Q x當(dāng)氣體分子數(shù)當(dāng)氣體分子數(shù)不變不變時(shí)，總壓時(shí)，總壓不影響不影響化學(xué)平衡態(tài)。化學(xué)平衡態(tài)。平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng)= p (x i) i= p Kx改變總壓：改變總壓：= p QxK pppQRTKRTGlnln當(dāng)當(dāng) 0時(shí)時(shí)，平衡左移平衡左移平衡右移平衡右

47、移K p = p Qx當(dāng)當(dāng) 0時(shí)時(shí)，若若p，則則Qx若若p，則則Qx 當(dāng)當(dāng) i 0時(shí)，時(shí)，增大總壓增大總壓平衡向氣體平衡向氣體分分子數(shù)減小子數(shù)減小的方向移動(dòng)，的方向移動(dòng)，減小總壓減小總壓平衡向氣平衡向氣體體分子數(shù)增加分子數(shù)增加的方向移動(dòng)。的方向移動(dòng)。加大總壓平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)加大總壓平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)當(dāng)當(dāng) 0時(shí)時(shí)， 若若p，則則Qx平衡右移平衡右移減小總壓平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)減小總壓平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)當(dāng)當(dāng) 0時(shí)時(shí)，平衡左移平衡左移若若p，則則Qx例：合成氨的反應(yīng)：例：合成氨的反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)若體系的總壓力增大到原來的若

48、體系的總壓力增大到原來的2倍倍, Q p K p , G K p ， G 0 , 反應(yīng)逆向進(jìn)行。反應(yīng)逆向進(jìn)行。則則: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)減小總壓減小總壓平衡向氣體平衡向氣體分子數(shù)增加分子數(shù)增加的方向移動(dòng)的方向移動(dòng)Qp32)/21)(/21()/21(223ppppppQHNNHppK4pprQRTKRTGlnln三、惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響三、惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響 當(dāng)總壓一定時(shí)，惰性氣體的存在對(duì)平衡的當(dāng)總壓一定時(shí)，惰性氣體的存在對(duì)平衡的影響常數(shù)。影響常數(shù)。 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，原料氣中經(jīng)常混有不在實(shí)際生產(chǎn)過程中，原料氣中經(jīng)常混有不參加反應(yīng)的惰性氣體，如在參加反應(yīng)的惰性氣體，如在SO2的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，需要的是需要的是O2，而通入的是空氣，多余的，而通入的是空氣，多余的N2不參不參加反應(yīng)，就成為反應(yīng)體系中的惰性氣體，這些加反應(yīng)，就成為反應(yīng)體系中的惰性氣體，這些惰性氣體不參與反應(yīng)，但卻常能影響平衡的移惰性氣體不參與反應(yīng)，但卻常能影響平衡的移動(dòng)。動(dòng)