无机及分析化学讲稿化学反应速率.ppt

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1、第三章化学平衡和化学反应速率(1)在给定条件下,有多少反应物可以最大限度地转化为生成物?(2)实现这种转化需要多少时间?第一节化学平衡一、化学平衡的特征1、化学反应的可逆性在同一条件下，既能向一个方向又能向相反方向进行的化学反应，叫做可逆反应（reversiblereaction）。大多数化学反应都是可逆的。例如，在一定温度下，将氢气和碘蒸气按一定体积比装入密闭容器中，它们将发生反应，生成气态的碘化氢：H2（g）＋I2（g）→2HI（g）实验表明，在反应“完成”后，反应体系中同时存在H2（g）、I2（g）和HI（g）三种物

2、质，即反应物并没有完全转化为生成物。这是因为在H2（g）和I2（g）生成HI（g）的同时，一部分HI（g）又分解为H2（g）和I2（g）：2HI（g）→H2（g）＋I2（g）上述两个反应同时发生且方向相反，可以用下列形式表示：H2（g）＋I2（g）2HI（g）正、逆反应速率相等时，反应体系所处的状态叫做化学平衡（chemicalequilibrium）。化学平衡的三个特征:1、化学平衡是△rG=0时的状态2、化学平衡是一种动态平衡3、化学平衡是有条件的平衡。二、标准平衡常数及其有关的计算Van’tHoff化学反应等温方程式

3、ΔrG=ΔrG0+RTlnQΔrG=0ΔrG0+RTlnQeq=0ΔrG=ΔrG0+RTlnQΔrG0=-RTlnQeq由于平衡时的“浓度商”习惯上用K⊖表示，则上式可以改写成：ΔrG⊖＝－RTlnK⊖表明：在一定温度下，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绝对值为乘幂的乘积等于一常数，并称之为标准平衡常数（K⊖）。活度将在物理化学中介绍，暂时粗略看成“有效浓度”，它是物质所处的状态与标准态相比后所得的数值。notes：（1）QvsK⊖(2)K⊖的表达式和数

4、值与反应式的书写有关系三多重平衡规则如果某反应可以由几个反应相加/减得到，则该反应的平衡常数等于几个反应平衡常数之积/商。第二节化学平衡的移动因环境条件改变使反应从一个平衡状态向另一个平衡状态过渡的过程称为化学平衡移动（shiftofchemicalequilibrium）。平衡移动的结果是系统中各物质的浓度或分压发生了变化。影响化学平衡的因素是浓度、温度和压力，这些因素对化学平衡的影响，可用Lechatelier的平衡移动原理来判断。但如果改变两种或两种以上外界条件，Lechatelier原理无法做出判断，这时用ΔrG来

5、判断ΔrG=ΔrG0+RTlnQ=-RTlnK0+RTlnQ=RTln(Q/K0)化学平衡移动程度的计算浓度和压力的改变不会影响k0，所以可以利用k0对平衡移动做定量计算第三节化学反应速率及其表示法一、化学反应速率（rateofchemicalreaction）定义高中：单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化。通常以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。大小与化学计量数有关。大学：单位体积的反应体系中，反应进度随时间的变化率。二、化学反应速率的表示法设某反应在时间t1时的反应进度为ξ1，在时间t2时的反应进

6、度为ξ2，则在t1至t2时间间隔内平均转化速率J为:J=Δξ/Δt=1/v×Δn/Δt反应速率的计算见P52例3-8瞬时速率表示化学反应某时刻的真实反应速率第四节浓度对反应速率的影响一、基元反应和非基元反应反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应称为基元反应（e1ementaryreaction）。由两个或两个以上的基元反应组成的化学反应叫做非基元反应，也叫做总反应（overallreaction）。基元反应很少，绝大多数的反应是非基元反应。例如氢气与碘蒸气生成碘化氢的反应：过去曾认为这是一个双分子的基元反应。近年

7、来研究确定，它是一个非基元反应。该反应是由两个基元反应组成的。二、质量作用定律大量实验证明，在一定温度下，增大反应物的浓度，大都使反应速率加快。反应速率和反应物浓度间的定量关系为：基元反应的化学反应速率与反应物的物质的量浓度以方程式中化学计量数的绝对值为乘幂的乘积成正比。这个规律称为质量作用定律（lawofmassaction）。注意：质量作用定律仅适合于基元反应。对于基元反应aA＋bB＝dD＋eEV∝Ca（A）·Cb（B）V＝kCa（A）·Cb（B）质量作用定律可表述为：在一定温度下，基元反应的化学反应速率与反应物浓度幂

8、次方（以化学反应式中相应的系数作指数）的乘积成正比。质量作用定律数学表达式又叫做反应速率方程。式中的比例常数k叫做速率常数（rateconstant）。k的物理意义是：①k在数值上相当于各反应物浓度都是1mol·L-1时的反应速率；②在相同条件下，k愈大，反应的速率愈快；对于不同的化学反应，k值也不相同