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文檔簡(jiǎn)介
關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡PPT第一頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-1化學(xué)反應(yīng)速率的表示
所謂化學(xué)反應(yīng)速率(V)指在一定條件下,某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾省?/p>
化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示的:單位用mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1。
B若為反應(yīng)物則CB<0,取“-”號(hào);B若為生成物則CB>0,取“+”號(hào)。第二頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日1、上述所計(jì)算的反應(yīng)速度是該段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速度。2、用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率,其數(shù)值是不同的,但彼此之間有一定的關(guān)系。例1某給定溫度下,在密閉容器中氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨,各物質(zhì)變化濃度如下:N2+3H2
2NH3起始(mol/L)1.03.0 03秒后濃度(mol/L)0.72.10.6計(jì)算該反應(yīng)速度。解:第三頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日定義:?jiǎn)挝惑w積的反應(yīng)系統(tǒng)中,反應(yīng)進(jìn)度隨時(shí)間的變化率,用符號(hào)v表示。
瞬時(shí)速度第四頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日反應(yīng)進(jìn)度(ξ)
在化學(xué)中,能滿足質(zhì)量守恒的化學(xué)反應(yīng)方程式稱為化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式。例如:N2+3H2=2NH30=2NH3-N2-3H2
化學(xué)計(jì)量數(shù)νB
0=2NH3
-
1N2
-
3H2
第五頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日對(duì)任意一個(gè)化學(xué)反應(yīng)eE+fF==gG+rR若任意物質(zhì)B的物質(zhì)的量,初始狀態(tài)時(shí)為nB0,某一狀態(tài)時(shí)為nB,則反應(yīng)進(jìn)度ξ的定義為:第六頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日對(duì)于反應(yīng)eE+fF===gG+rR因?yàn)椋?,所?/p>
對(duì)于液相反應(yīng)和恒容氣體反應(yīng),系統(tǒng)體積一定,
常選用參加反應(yīng)的某物質(zhì)B表示反應(yīng)速率,恒容時(shí),
瞬時(shí)速度定義:?jiǎn)挝惑w積的反應(yīng)系統(tǒng)中,反應(yīng)進(jìn)度隨時(shí)間的變化率,用符號(hào)v表示。
第七頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日
化學(xué)反應(yīng)速度的實(shí)驗(yàn)測(cè)定某種物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)過程中不同時(shí)間下的濃度數(shù)據(jù)做c-t曲線如: 2N2O54NO2+O2由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫圖然后做任意一點(diǎn)的切線。這樣即可求得任意濃度時(shí)的瞬時(shí)反應(yīng)速度。第八頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素濃度溫度催化劑第九頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日
大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)告訴我們,在一定溫度下,增加反應(yīng)物的濃度,可以增大反應(yīng)速率。例:物質(zhì)在純O2中燃燒要比在空氣中燃燒快,因?yàn)榭諝庵蠴2是21%。
反應(yīng)速率(v)與反應(yīng)物濃度之間有什么定量關(guān)系?2-2-1濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響第十頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日一、基元反應(yīng)
一步就可以完成的反應(yīng)稱作“基元反應(yīng)”。由一個(gè)基元反應(yīng)組成的反應(yīng)就叫做“簡(jiǎn)單反應(yīng)”。
但大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)不能一步完成。例:化學(xué)計(jì)量方程式H2O2+2H++2Br-=Br2+2H2O該反應(yīng)是由一系列基元反應(yīng)所組成的:(1)H++H2O2=H3O2+(快)(2)H3O2+=H++H2O2(快)(3)H3O2++Br-=H2O+HOBr(快)
(4)HOBr+H++Br-=H2O+Br2(慢)
以上反應(yīng)稱作“復(fù)雜反應(yīng)”(它是由兩個(gè)或二個(gè)以上基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)),“復(fù)雜反應(yīng)”的速率取決于各個(gè)基元反應(yīng)中最慢的那個(gè)。上述第四個(gè)反應(yīng)我們稱作“定速步驟”。第十一頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日二、質(zhì)量作用定律1、定義:反應(yīng)速度和濃度的定量關(guān)系為:在簡(jiǎn)單反應(yīng)中反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積成正比。例如有反應(yīng):則有:[]表示濃度,k為比例常數(shù),通常稱為速度常數(shù)。k不隨濃度變化,它是溫度的函數(shù)。不同的反應(yīng)k值不同,同一反應(yīng)k值相同。第十二頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日再如:歸納之可有:上式即為質(zhì)量作用定律表示式。第十三頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2、反應(yīng)級(jí)數(shù)和方程式系數(shù)(1)上式中x+y為反應(yīng)級(jí)數(shù)。通??捎幸患?jí)、二級(jí)、三級(jí)反應(yīng),但沒有四級(jí)及其以上的反應(yīng)。(2)質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)。(3)在基元反應(yīng)中x+y=反應(yīng)級(jí)數(shù)=系數(shù);在非基元反應(yīng)中一般x+y反應(yīng)級(jí)數(shù)系數(shù)。(4)反應(yīng)級(jí)數(shù)可有整數(shù)、有0、也可有分?jǐn)?shù)、負(fù)數(shù)。第十四頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日v1=k×1m×1n=k=1.2×10-2
v2=k×2m×1n=k×2m=2.3×10-2三、質(zhì)量作用定律的應(yīng)用例2:有一化學(xué)反應(yīng)aA+bB=C在298K時(shí),將AB溶液按不同濃度混合。得到下列數(shù)據(jù)。A的初始濃度B的初始濃度初始速度(mol·L-1·s-1)1.0 1.0 1.2×10-22.0 1.0 2.3×10-21.0 1.0 1.2×10-21.0 2.0 4.8×10-2求其速率方程?解:由v=k[A]m·[B]n
∴m=1m=1v3=k×1m×1n=1.2×10-2v4=k×1m×2n=4.8×10-2n=2∴v=k[A]
·[B]2第十五頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日
例:制備光氣反應(yīng)按下式進(jìn)行 CO+Cl2===COCl2
實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)順序 初濃度(mol/L) 初速度(mol·L-1·s-1)
CO Cl2
1 0.10 0.10 1.2×10-2
2 0.10 0.050 4.26×10-3
3 0.050 0.10 6.0×10-3
4 0.050 0.050 2.13×10-3求該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)m+n和速度常數(shù)k?第十六頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日
解:由速度方程v=k[CO]m·[Cl2]n
得:v1=k[CO]m·[Cl2]1n
v2=k[CO]m·[Cl2]2n第十七頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日
v=k[CO]·[Cl2]3/2
m+n=2.5 即 對(duì)CO為一級(jí) 對(duì)Cl2為1.5級(jí) 對(duì)總反應(yīng)為2.5級(jí)
v1=0.1×0.13/2k ∴k=3.8(L/mol)3/2·s-1第十八頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日要注意的問題:(1)要注意質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)。(2)反應(yīng)級(jí)數(shù)除基元反應(yīng)外一般不等于方程式系數(shù)之和。(3)在多相反應(yīng)中純固體、純液體的濃度恒等于1,故在速度方程式中不出現(xiàn)。如:
v=k[O2][C]的濃度不出現(xiàn)。(4)有氣體參加反應(yīng)時(shí),濃度項(xiàng)可以用分壓表示。第十九頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日
一級(jí)反應(yīng)凡是反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的一次方成正比的是一級(jí)反應(yīng)。如H2O2
H2O+1/2O2C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6(蔗糖)(葡萄糖)(果糖)則反應(yīng)速率方程式為:對(duì)上式進(jìn)行積分:第二十頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日
將上式lnC對(duì)t作圖可以得到一條直線,其斜率就是-k。當(dāng)C等于1/2C0時(shí),此時(shí)反應(yīng)的時(shí)間t=t1/2,即反應(yīng)進(jìn)行一半所需的時(shí)間,這一時(shí)間稱為半衰期(t1/2)。一級(jí)反應(yīng)的半衰期是由速率常數(shù)決定的,而與反應(yīng)物濃度無關(guān)。第二十一頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-2-2溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響特別明顯:2H2+O22H2O極慢2H2+O22H2O爆炸一般而言,大多數(shù)反應(yīng),其反應(yīng)速率隨溫度升高而增大。從大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)中得出:在反應(yīng)物濃度相同的情況下,溫度每升高10K,反應(yīng)速率一般增加2-4倍。這個(gè)倍數(shù)叫做反應(yīng)的溫度系數(shù)。例:天氣炎熱時(shí),食物易變質(zhì),而把食物儲(chǔ)藏于冰箱中,則不易變質(zhì)。再比如,假定某一反應(yīng)的溫度系數(shù)為2,則100℃時(shí)的反應(yīng)速率將為0℃時(shí)的=1024倍,即在0℃時(shí)需要7天多完成的反應(yīng)在100℃時(shí)10分鐘就能完成。第二十二頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日阿侖尼烏斯公式或k速度常數(shù),Ea為活化能,R氣體常數(shù),A稱指前因子。1889年,Arrhenius總結(jié)了大量實(shí)驗(yàn)事實(shí),提出了反應(yīng)速率常數(shù)k與溫度的定量關(guān)系式:第二十三頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日同理,可算出710和800K時(shí)的速率常數(shù),k710=1.07×10-4s-1T升高10℃,約增至原來的2倍.k800=1.17×10-2s-1T升高100℃,約增至原來的200倍.利用k與T的關(guān)系,可求出某反應(yīng)在給定溫度時(shí)的k值。例:反應(yīng):C2H5Cl(g)→C2H4+HClEa=246.9kJ·mol-1A=1.6×1014s-1求700K時(shí)的速率常數(shù)k。解:=-0.0424+32.71=32.66k=1.5×1014s-1=-42.42+32.71=-9.71k=6.1×10-5s-1真快呀第二十四頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日一般,我們只要知道某一反應(yīng)在溫度T1時(shí)的速率常數(shù)k1,溫度T2時(shí)的速率常數(shù)k2
有……(i)……(ii)(ⅱ)-(?。┑茫河纱?,可以求出該反應(yīng)的Ea。第二十五頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日例:實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列反應(yīng)2NOCl(g)===2NO(g)+Cl2(g)在300K時(shí),k=2.8×10-5L·mol-1·s-1,400K時(shí),k=7.0×10-1L·mol-1·s-1。求反應(yīng)的活化能。由∴∴Ea=101kJ·mol-1解:已知T2=400K,T1=300K
k2=7.0×10-1L·mol-1·s-1
k1=2.8×10-5L·mol-1·s-1第二十六頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日例:某一反應(yīng)活化能降低了4000J,則反應(yīng)速率k1變?yōu)閗2?,F(xiàn)在,我們來看看活化能對(duì)反應(yīng)速率的影響如何?解:若T=300K,則即Ea降低4000J,v
增加5倍。同理:若Ea降低8000則
v
增加25倍。第二十七頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日用什么方法可以降低反應(yīng)的活化能?2-2-3催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響
催化劑凡能改變反應(yīng)速度的而本身的組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì),稱為催化劑。催化劑能改變反應(yīng)速度的作用稱為催化作用。如:
催化劑為什么能改變化學(xué)反應(yīng)速度呢?
許多實(shí)驗(yàn)測(cè)定指出,催化劑之所以能加速反應(yīng)。是因?yàn)樗鼌⑴c了變化過程,改變了原來反應(yīng)的途徑,降低了反應(yīng)的活化能。第二十八頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日如:A+B→AB這個(gè)化學(xué)反應(yīng),無催化劑存在時(shí)是按照途徑I進(jìn)行的,它的活化能為Ea,當(dāng)有催化劑K存在時(shí),其反應(yīng)機(jī)理發(fā)生了變化,反應(yīng)按照途徑II分兩步進(jìn)行。A+K→AK活化能為E1AK+B→AB+K活化能為E2由于E1、E2均小于Ea,所以反應(yīng)速度加快了。由于加入催化劑有些反應(yīng)可加快的步驟是驚人的。第二十九頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日如:HI分解反應(yīng),若反應(yīng)在503K進(jìn)行,無催化劑時(shí),活化能是184kJ·mol-1,以Au粉為催化劑時(shí),活化能降低至104.6kJ·mol-1由于活化能降低約80kJ·mol-1致使反應(yīng)速度增大約1千萬倍。
第三十頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日所以:1.催化劑對(duì)反應(yīng)速度的影響是改變了反應(yīng)機(jī)理。2.催化劑不影響產(chǎn)物與反應(yīng)物的相對(duì)能量,不能改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)。G=-RTlnK由上式可知,K不因有無催化劑而改變,即催化劑不改變平衡狀態(tài)。催化劑的使用純屬動(dòng)力學(xué)問題3.催化劑同等地加快正逆反應(yīng)的速度。4.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)對(duì)于熱力學(xué)計(jì)算不能發(fā)生的反應(yīng),使用任何催化劑都是徒勞的,催化劑只能改變反應(yīng)途徑,而不能改變反應(yīng)發(fā)生的方向。第三十一頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日例3:在28C,鮮牛奶大約4小時(shí)變酸,但在5C的冰箱中可以保持48小時(shí),求牛奶變酸的活化能。解:反應(yīng)速率應(yīng)該是和時(shí)間成反比例的。k2/k1=t1/t2由∴∴Ea=75.2kJ·mol-1第三十二頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-2-4影響多相化學(xué)反應(yīng)速率的因素相
在研究的系統(tǒng)中,任何一個(gè)性質(zhì)完全相同的均勻部分稱作相。
不同相之間由明顯的界面隔開,例如氣體混合物、溶液等體系,是單相?;ゲ幌嗳莸膬煞N液體混合物之間由界面分開,每一種液體性質(zhì)相同,完全均勻,所以每一種液體是一個(gè)相。固體混合物,每一種固體是一個(gè)相。 含有一個(gè)相的體系稱為單相體系或均勻系,例如,空氣、NaCl溶液、乙醇水溶液;含兩個(gè)或兩個(gè)以上相的體系稱為多相體系或不均勻體系。例如,油和水混合物,硫磺和鐵粉的混合物。第三十三頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日影響因素接觸面越大,反應(yīng)速率越快。例如,Zn粉+酸比Zn粒作用快,煤屑的燃燒要比大塊煤的燃燒為快,而磨細(xì)的煤粉與空氣混合物則會(huì)爆炸燃燒。擴(kuò)散作用。由于擴(kuò)散,反應(yīng)物可以不斷的進(jìn)入界面,生成物可以不斷的離開界面,所以利用攪拌和搖動(dòng),可以加快多相反應(yīng)速率。煤燃燒時(shí),鼓風(fēng)比不鼓風(fēng)要燒的旺,
第三十四頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-3反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介2-3-1碰撞理論(Collision)
早在1918年,Lewis運(yùn)用氣體分子運(yùn)動(dòng)論的成果,提出了反應(yīng)速率的碰撞理論,該理論認(rèn)為反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的先決條件,反應(yīng)分子碰撞的頻率越高,反應(yīng)速率越快。但不是反應(yīng)分子的每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)。
例如碘化氫氣體的分解。2HI(g)=H2(g)+I2(g)濃度為10-3mol·L-1的HI氣體,在973K時(shí),分子碰撞次數(shù)約為3.5×1028次·L-1·S-1,相當(dāng)于5.8×104mol數(shù)目的分子同時(shí)碰撞,(No=6.023×1023)若每次碰撞都能發(fā)生反應(yīng),則反應(yīng)速率為5.8×104mol·L-1·S-1,但實(shí)際測(cè)得,這時(shí)的反應(yīng)速率僅約1.2×10-8mol·L-1·S-1,兩者相差5×1012倍。第三十五頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日能引起反應(yīng)的碰撞稱有效碰撞
具有較高能量的分子(或者說能進(jìn)行有效碰撞的分子)叫做活化分子。活化分子具有的平均能量(E*)與反應(yīng)物分子的平均能量(E)之差(E*-E)叫反應(yīng)的活化能(Ea),Ea=E*-E平要點(diǎn)第三十六頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日E平EaE*能量活化能越小,活化分子所占比例越大,單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞越多,反應(yīng)進(jìn)行得越快。第三十七頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日
活化能的物理含義在于:由反應(yīng)物到產(chǎn)物所要逾越的“能量障礙”
活化能越大,活化分子數(shù)就越小,反應(yīng)物分子的有效碰撞就越少,反應(yīng)速率就越慢。不同的化學(xué)反應(yīng)有不同的活化能,活化能由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。一般化學(xué)反應(yīng)的活化能在60kJ·mol-1~240kJ·mol-1?;罨苄∮?0kJ·mol-1的反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速度很大?;罨艽笥?00kJ·mol-1的反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速度很慢?;罨艽笮∈俏镔|(zhì)結(jié)構(gòu)的反映。 第三十八頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-3-2過渡狀態(tài)理論
過渡狀態(tài)理論認(rèn)為,化學(xué)反應(yīng)并不是通過反應(yīng)物分子的簡(jiǎn)單碰撞就能完成的,當(dāng)兩個(gè)具有足夠高能量的反應(yīng)物分子相互接近時(shí),分子內(nèi)的化學(xué)鍵要重排,能量要重新分配,這樣在反應(yīng)物分子轉(zhuǎn)變成生成物分子的過程中,必須經(jīng)過一個(gè)中間的過渡狀態(tài)(transitionstate),即反應(yīng)物分子先形成活化配合物
第三十九頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日以CO和NO2反應(yīng)為例說明:
(1)活化配合物的濃度;(2)活化配合物的分解幾率;(3)活化配合物的分解速率?;罨浜衔锏谒氖?yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日反應(yīng)過程中勢(shì)能變化示意圖第四十一頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日根據(jù)反應(yīng)速率理論可以得出:1、化學(xué)反應(yīng)速率取決于反應(yīng)的本性,即活化能的大小?;瘜W(xué)反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢;2、增加反應(yīng)物的濃度,由于活化分子數(shù)目增加而使反應(yīng)速率加大;3、升高反應(yīng)溫度,由于活化分子百分?jǐn)?shù)增加而使反應(yīng)速率加大;4、加入催化劑,由于改變了反應(yīng)歷程,降低了反應(yīng)的活化能,從而使反應(yīng)速率加大;第四十二頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-4化學(xué)反應(yīng)的限度—化學(xué)平衡2-4-1化學(xué)平衡一、可逆反應(yīng)在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,也能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。將純無色N2O4氣體氣體通入溫度為373K且體積為1L的真空容器中,片刻后出現(xiàn)紅棕色,這是NO2生成的標(biāo)志,最后容器內(nèi)氣體顏色深度不變,容器內(nèi)已處于平衡狀態(tài)。N2O4(無色)2NO2(紅棕色)第四十三頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日化學(xué)平衡的特點(diǎn):⒈只有在恒溫下,封閉體系中進(jìn)行的可逆反應(yīng)才能建立化學(xué)平衡;⒉正、逆反應(yīng)速度相等;⒊達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度都不再隨時(shí)間改變;⒋化學(xué)平衡是有條件的平衡;⒌可逆反應(yīng)可從左自右達(dá)到平衡狀態(tài),也可從右向左達(dá)到平衡狀態(tài)。二、化學(xué)平衡反應(yīng)速度v時(shí)間tv正v逆v正=v逆化學(xué)平衡N2O4(無色)2NO2(紅棕色)第四十四頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-4-2平衡常數(shù)
1、濃度平衡常數(shù)對(duì)于反應(yīng):aA+bB=gG+dD
在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物和產(chǎn)物的平衡濃度有如下關(guān)系。Kc稱為濃度平衡常數(shù)
可表示為:在一定溫度下,某個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)、產(chǎn)物濃度系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積之比是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)關(guān)系稱為化學(xué)平衡定律。第四十五頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2、壓力平衡常數(shù)
反應(yīng)物中有氣體參加反應(yīng),氣體可用分壓(Pi)來代替濃度寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中,得到的平衡常數(shù)稱壓力平衡常數(shù)(KP)。第四十六頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日P總=P1+P2+P3++Pn(分壓定律)PiV總=niRT(分壓)濃度平衡常數(shù)和壓力平衡常數(shù)的關(guān)系:注:Δn=g+d-a-b第四十七頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日3、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)⑴標(biāo)準(zhǔn)濃度平衡常數(shù):(無單位)
CΘ=1mol/l(標(biāo)準(zhǔn)濃度)⑵標(biāo)準(zhǔn)壓力平衡常數(shù)第四十八頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日4、平衡常數(shù)的意義和運(yùn)用時(shí)應(yīng)該注意的地方(1)平衡常數(shù)是在一定溫度下處于平衡態(tài)的產(chǎn)物濃度乘積與反應(yīng)物濃度乘積的比值,(溫度變了,Kc也會(huì)跟著改變);Kc越大,反應(yīng)越徹底。(2)Kc表達(dá)式中各濃度是平衡時(shí)的濃度,不是起始濃度,也不是過程濃度。(3)Kc表達(dá)式與反應(yīng)歷程無關(guān),但與反應(yīng)式中系數(shù)有關(guān),即Kc的大小與反應(yīng)式寫法有關(guān)。第四十九頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日例:而:顯然:第五十頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日(4)在多相反應(yīng)中,固相、純液相物質(zhì)的濃度在表達(dá)式中不出現(xiàn)。如:第五十一頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-4-3平衡常數(shù)的應(yīng)用注意:⑴同一反應(yīng)中,不同反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可以不同。⑵改變一個(gè)反應(yīng)物的濃度,可以改變其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。1、計(jì)算轉(zhuǎn)化率(分解率):平衡常數(shù)在一定溫度下不隨濃度而變,故可利用它計(jì)算平衡濃度、求轉(zhuǎn)化率。
第五十二頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2多重平衡規(guī)則例如:SO2(g)+CO2(g)==SO3(g)+CO(g)(1)
SO2(g)+1/2O2(g)==SO3(g)(2)
CO2(g)==CO(g)+1/2O2(g)(3)(3)式和(1)式、(2)式有何關(guān)系???
第五十三頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日式(3)=式(1)-式(2)K3=K1/K2結(jié)論:如果某一反應(yīng)可以表示為兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)的和(或差),則總反應(yīng)的平衡常數(shù)就等于各步反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積(或商)。(注意:和rHm不同?。┑谖迨捻?yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日2-4-4化學(xué)反應(yīng)等溫方程式
對(duì)于氣相反應(yīng)eE(g)+fF(g)==gG(g)+rR(g)由熱力學(xué)可導(dǎo)出:達(dá)到平衡時(shí),△G=0此式對(duì)溶液同樣適用。
第五十五頁(yè),共六十三頁(yè),編輯于2023年,星期日非平衡時(shí),反應(yīng)商,用符號(hào)J表示。
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