大学化学---刘克松---第二(1)

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1、各位同学，下午好！回顾2.2化学反应进行的程度和化学平衡2.2.1反应限度的判据与化学平衡2.2.2平衡常数和多重平衡规则2.2.3化学平衡的有关计算化学平衡是一种动态平衡.ΔrG=0就是化学平衡的热力学标志或称反应限度的判据。平衡系统的性质不随时间而变化。例如，达到化学平衡时，系统中每种物质的分压力或浓度均保持不变。标准平衡常数K与标准吉布斯函数变rGm的关系依K与rGm的重要关系,不必实验,理论计算可得标准平衡常数.由前可知:ΔrGm(T)=0时,反应处于平衡态,即利用平衡常数可计算反应的平衡转化率.3.平衡转化率:2.多重平衡:反应(3)=(1)+(2)K3=K1·K2

2、ΔrGm,3=ΔrGm,1+ΔrGm,24.标准平衡常数K可依化学方程式写出,与方程式的写法有关.(2)当涉及各物质的初始量、变化量、平衡量时，关键是搞清楚各物质的变化量之比即为反应式中各物质的化学计量数之比。有关平衡计算中，应特别注意：(1)写出配平的化学反应方程式，并注明物质的聚集状态(如果物质有多种晶型，还应注明是哪一种)。平衡计算重点：从标准热力学函数或实验数据求平衡常数；利用平衡常数求各物质的平衡组分（分压、浓度、最大产率）；条件变化如何影响反应的方向和限度。QK时，ΔrGm(T)>0逆向反应自发；Q=K时，ΔrGm(T)=0

3、反应处于平衡态；定温下,K为常数,而Q则可通过调节反应物或产物的量(浓度或分压)加以改变.若希望反应正向进行,可通过移去产物或增加反应物使Q

4、度对平衡移动的影响范特霍夫(J.H.van’tHoff)等压方程式由吉布斯等温方程:可得ΔrHm>0(定压吸热),若T↗则K↗,正向(右移);ΔrHm<0(定压放热),若T↗则K↘,反向(左移).显然,温度的改变使平衡位置发生了变化,导致平衡的移动.(见教材图2.2不同热效应时lnK与1/T关系)结论:在恒压下,温度升高使化学平衡总是向吸热反应方向移动.范特霍夫(J.H.van’tHoff)等压方程式表明了ΔrHm,T与K之间的相互关系,沟通了量热数据与平衡数据,是说明温度T对平衡常数K影响的十分有用的公式.反应在温度T1与T2时的平衡常数分别为K1和K2,则若已知量热数据

5、(ΔrHm),温度T1时的K1,就可以推算出任何温度T2时的K2;若已知两个温度下的K,则不但可以判断反应是吸热还是放热,还可以求出ΔrHm的数值.热力学研究的反应方向及限度，与反应速率无必然联系。即可能性大,自发趋势大的反应不等于速率也快。反应速率大小的规律是由化学动力学解决的。今天的学习内容2.3化学反应速率2.3.1浓度的影响和反应级数2.3.2温度的影响和阿仑尼乌斯公式2.3.3反应的活化能和催化剂影响反应速率的因素：反应物的本性；反应物的浓度和系统的温度,压力,催化剂等宏观量；光、电、磁等外场。一、化学动力学及研究意义化学动力学是研究各种因素对反应速率的影响规律的科学化学动

6、力学的研究目的：可以知道如何控制反应条件，提高主反应的速率；抑制或减缓副反应的速率，以减少消耗并提高产品的质量和产量；提供如何避免危险品的爆炸，金属的腐蚀，塑料制品的老化等方面的知识。化学反应一般在反应器内进行二、反应速率的定义：对于化学反应即用单位时间单位体积内发生的反应进度来定义反应速率υ。根据式(1.5)dξ=vB–1dnB，对于恒容反应dcB=dnB/V（dnB=VdcB），上式可写成反应速率的常用定义式：υ的SI单位：mol·dm-3·s-1例如：对于合成氨反应其反应速率：反应速率的量值与所研究反应中物质B的选择无关,即可选择任何一种反应物或产物来表示反应速率,得到的数值相同。反应速

7、率与反应进度一样,与化学反应方程式的写法有关(计量数vB)。化学反应速率通常用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。化学反应速率常用单位mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-12.3.1浓度的影响和反应级数1、速率方程和反应级数反应速率方程(又称动力学方程)狭义：一定条件下,定量描述各种物质的浓度对反应速率影响的数学方程;广义：定量描述各种因素对反应速率影响的数学方程。实验