无机及分析化学 化学反应速率和化学平衡

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1、化学反应速率和化学平衡Rateofchemicalreactionandchemicalequilibrium第三讲§3-1化学反应速率及其表示法一.平均速率（AverageRate）二.瞬时速率（InstantaneousRate）§3-2化学反应的历程与速率理论一.化学反应的历程1.基元反应（ElementaryReaction）NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）2.复杂反应（ComplexReaction）§3-2影响化学反应速率的因素一.浓度对化学反应速率的影响1.质量作用定律（Lawof

2、massaction）对于基元反应：aA+bB=dD+eE反应级数两边的单位相等决定k的单位，据k的单位可判断反应的级数。反应A(g)+B(g)→C(g)的反应速率常数k的单位为A.s-1B.L·mol-1·s-1C.L2·mol-2·s-1D.不能确定2.复杂反应的速率方程例：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)①N2O5(g)→N2O3(g)+O2(g)慢确定速率方程以最慢的一步为准：ν=Kc(N2O5)②N2O3(g)→NO2(g)+NO(g)快③N2O5(g)+NO(g)=3NO2(g)快课堂练习

3、：CO(g)+Cl2(g)=COCl2(g)的反应历程是①Cl2(g)→2Cl(g)快②Cl(g)+CO(g)→COCl(g)快③Cl2(g)+COCl(g)→COCl2(g)+Cl(g)慢试写出以CO与Cl2表示的总反应的速率方程I2(g)+H2(g)=2HI(g)①I2(g)=2I(g)快②2I(g)+H2(g)=2HI(g)慢3.未知反应历程的速率方程的确定(х、у需通过实验确定)①固体和液体项不写入速率方程②对于气体用分压代替浓度。C(s)+O2(g)=CO2(g)，v=KPP(O2)例：基元反应A(g)

4、+2B(g)=C(g)+D(g),A和B的初始分压分别为60.78kPa，81.04kPa，当PC=20.2kPa时，反应速率相对于初始速率是（）A.1/6B.1/24C.1/16D.1/48√例：已知800℃时反应2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g)的实验数据为：实验标号初始浓度（mol·l-1）瞬时速率VN2(mol·l-1·s-1)c（NO）c（H2）16.00×10-31.00×10-33.19×10-326.00×10-32.00×10-36.36×10-336.00×10-33.00

5、×10-39.56×10-341.00×10-36.00×10-30.48×10-352.00×10-36.00×10-31.92×10-363.00×10-36.00×10-34.30×10-3求(1)该反应的级数(2)反应速率常数K(3)当c(NO)=5.00×10-3、c(H2)=4.00×10-3mol·l-1时的反应速率VN2。解：设该反应的速率方程为ν=Kcx(NO)·cy(H2)①求x、y由1、2、3号数据知：ν∝c(H2)，y=1由4、5、6号数据知：ν∝c2(NO)，x=2故该反应对H2是一级，

6、对NO是二级，总体属于三级反应。②将任一组数据代入速率方程求K(如4号)0.48×10-3=K×(1.00×10-3)2×6.00×10-3K=8.00×104(mol-2·l2·s-1)③ν=8.00×10-3(mol·l-1·s-1)ν=8.00×104c2(NO)·c(H2).阿仑尼乌斯（Arrhenius）方程二.反应温度的影响三.催化剂（Catalyst）对反应速率的影响例1：反应C2H6→C2H4+H2，开始阶段反应级数近似为3/2级，910K时速率常数为1.13L3/2·mol-1/2·s-1。计算

7、C2H6（g）的压强为1.33×104Pa时的起始分解速率v0。解：ν=Kc3/2(C2H6)由PV=nRT可知，c(C2H6)=n/V=P/RTν0=K(P/RT)3/2=1.13L3/2·mol-1/2·s-1×(1.33×104Pa/8.314×103Pa·L3·mol-1·K-1×910K)=8.3×10-5mol·L-3·s-1例2：已知基元反应A→B的ΔrHθm=67KJ·mol-1，Ea=90KJ·mol-1。问：①B→A的Ea′=？②若在0℃，k1=1.1×10-5min-1，那么在45℃时，k2

8、=？解:①ΔrHθm=E正－E逆，则Ea′=Ea－ΔrHθm=90－67=23KJ·mol-1②k2=3.6×10-3min-1标准平衡常数aA+dD=gG+hH1.如全部为气体Σν=（－a）+（－d）+g+h，pθ=100KPa§3-3化学平衡2.如在溶液中的反应其中，cθ=1mol·L-13.复相反应CaCO3（s）+2H+（aq）Ca2+（aq）+CO2（g）+H