第二章 化学反应速率和化学平衡(概念复习).doc

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1、第二章化学反应速率和化学平衡1化学反应速率化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用单时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。即：单位：mol/(L·min)：反应速率c：各反应物或生成物浓度△c表示其浓度变化（取其绝对值）t：时间△t：时间变化对任意一个反应，用符号来代替具体的化学物质，反应方程式表示为：mA+nB=pY+qZ反应体系中各物质的浓度分别表示为：c(A)、c(B)、c(Y)和c(Z)，则反应速率分别表示为：，，，。2影响化学反应速率的因素化学

2、反应速率与分子间的有效碰撞频率有关，因此所有能够改变内能、运动速率，以及碰撞几率的方法，都可以用来改变、控制反应的速率。加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂等，是我们已经用过的方法。一、浓度对应速率的影响2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O许多实验证明，其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率增大，减小反应物浓度反应速率减小。这是因为，对某一反应来说，在其他条件不变时，反应物中活化分子的百分数是一定的，而单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物的

3、总数成正比，即与反应物的浓度成正比，反应物浓度增大，活化分子数也增多，有效碰撞的几率增加，反应速率也就增大了。二、压强对反应速率的影响对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比。也就是说，在相同温度下，压强越大，一定质量气体的体积就越小，单位体积内气体的分子数越多。对于气体来说，增大压强（减小窗口容积）相当于增大反应的浓度，反应速率加快；减小压强（增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，反应速率减慢。由于固体、液体粒子间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，因此对只有固体或液体参

4、加的反应，压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。三、温度对反应速率的影响Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O许多实验表明，其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速率减小。加热的主要作用可以归纳为两个方面：一方面是通过提高温度使分子获得更高的能量，活化分子百分数提高；另一个是因为含有较高能量的分子间的碰撞频率也随之提高。这两方面都使分子间有效碰撞的几率提高，反应速率因此也增大。四、催化剂对反应速率的影响2H2O22H2O+O2↑催化剂能加快反应速率，是因为它能改变反

5、应的路径，使发生反应所需的活化能降低。如图所示，图中实线和虚线分别表示无催化剂和有催化剂的反应过程中，反应物和生成物的能量与活化能的关系。显然，有催化剂时反应的活化能E2比无催化剂时反应的活化能E1降低了很多，这样一来，就使反应体系中含有的活化分子百分数提高，从而使有效碰撞的几率提高，反应速率增大。选用适当的催化剂是改变反应速率常用的有效方法之一。除了上述几种方法外，还有很多行之有效的改变化学反应速率的方法，例如通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等，总之，向反应体系输入能量，都有可能

6、改变化学反应速率。3化学平衡一、可逆反应与不可逆反应当温度一定时，固体溶质在某溶剂中形成饱和溶液，溶液中的溶质质量为一定值（溶解度）。长时间的观察表明。溶液中的固体溶质的外形竟然在不断地发生变化，小晶体会长大，有的晶体上的棱角消失了，但是固体溶质的质量却没有改变。这个实验说明：溶液达到饱和之后，溶液中的固体溶质溶解和溶液中的溶质分子回到固体溶质表面的结晶过程一直在进行，而且两种过程的速率相等，于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都保持不变。我们把这类过程称作可逆过程。表述这类过程时，约定采用“”来代替反应式

7、中原来用的“”号，把从左向右的过程称作正（向）反应；由右向左的反应称作逆（向）反应。如溶解、结晶过程可以表示如下：固体溶质溶液中的溶质上面的讨论表明，过程的可逆性是了解过程限度的基础，过程的限度取决于过程可逆性的大小。二、化学平衡状态如果把溶质（不限于固体）在溶液中形成饱和溶液时的状态，称为溶解平衡状态，对于化学反应体系来说，就应当称作化学平衡状态。溶解平衡所具有的许多特点，在化学平衡体系中都可以找到。例如，在反应体系中同时存在着正、逆反应两个过程，当这两个过程的速率不相等时，常常只能观察到某个方向的变化

8、。在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定。这时的状态也就是在给定条件下，反应达到了“限度”。对于可逆反应体系来说，我们称之为“化学平衡状态”。这时正、逆变化过程虽然仍在继续，如果不采用特殊的方法或技术，实际观察到的是一种“反应停止了”的表观现象。由此我们可以总结出以下的认识：1、构成化学平衡体系的基本要求是：反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件（如温度、压