无机化学第三章化学反应速率和化学平衡1

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1、第三章化学反应速率和化学平衡3.1化学反应速率3.2影响反应速率的因素3.3化学反应速率理论3.4化学平衡3.5化学平衡的移动Question1反应2W+XY+Z哪种速率表达式是正确的？tWctZctYctZctWctXctYctXcd)(dd)(dd)(dd)(dd)(dd)(dd)(dd)(d.d.cb.a.-==-==3.2影响反应速率的因素3.2.1浓度对反应速率的影响化学反应的过程有的简单，有的则比较复杂。反应物只经一步反应就变为生成物的称基元反应，也叫简单反应。其它经过多步过程的反应称非

2、基元反应，也叫复杂反应。（1）质量作用定律和速率方程式基元反应：反应物一步就直接转变为产物如：2NO2→2NO+O2NO2+CO→NO+CO2非基元反应：反应物经过若干步(若干个基元反应步骤)才转变为产物。如2NO+2H2→N2+2H2O①2NO+H2→N2+H2O2②H2O2+H2→2H2O又如H2+I2(g)→2HI①I2(g)→2I(g)②H2+2I(g)→2HI(g)2007-5-27质量作用定律对基元反应，在一定温度下，其反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比。如：基元反应aA+bB→cC+

3、dDυ∝{c(A)}a{c(B)}bυ=k{c(A)}a{c(B)}b(1)υ为瞬时速率(2)k为速率常数,反应物为单位浓度时的反应速率,k越大，给定条件下的反应速率越大同一反应，k与反应物浓度、分压无关，与反应的性质、温度，催化剂等有关(3)式中各浓度项的幂次之和(a+b)为反应级数质量作用定律只适用基元反应。反应速率方程为什么？实际上反应分三步进行:①C2H4Br2+KI→C2H4+KBr+I+Br(慢反应)②KI+Br→I+KBr③KI+2I→KI3①反应速率决定了整个反应的速率反应：C2H4

4、Br2+3KI→C2H4+2KBr+KI3测得υ=kc(C2H4Br2)·c(KI)而不是υ=k{c(C2H4Br2)}·{c(KI)}3反应速率方程书写反应速率方程式应注意:(1)稀溶液反应,速率方程不列出溶剂浓度(2)固体或纯液体不列人速率方程中如　C(s)+O2(g)→CO2(g)υ=kc(O2)如C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6υ=kc(C12H22O11)·c(H2O)=kc(C12H22O11)葡萄糖果糖反应级数aA+bB→cC+dDυ=k{c(A)}α{c(

5、B)}βα、β—分别表示物质A、B的反应级数α+β—表示反应的总级数反应式速率方程反应级数2HI(g)→H2(g)+I2(g)υ=k0SO2Cl2(g)→SO2(g)+Cl2(g)υ=kc(SO2Cl2)1CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g)υ=k{c(CH3CHO)}3/23/2NO2(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g)υ=kc(NO2)c(CO)1+1注意:不一定α=a、β=b对于复杂反应：α,β—反应级数：若α=1，A为一级反应；β=2，B为二级反应，则α+β=3，总反应级数为

6、3。α，β必须通过实验确定其值。通常α≠a,β≠b。k—反应速率系数：零级反应mol·L-1·s-1；一级反应s-1；二级反应(mol·L-1)-1·s-1；k不随浓度而变，但受温度的影响，通常温度升高，k增大。3.2.2温度对反应速率的影响范霍夫根据大量的实验数据总结出一条经验规律：温度每升高10K，反应速率近似增加2~4倍。这个经验规律可以用来估计温度对反应速率的影响。例如：某反应在390K时进行需10min。若降温到290K，达到相同的程度，需时多少？解：取每升高10K，速率增加的下限为2倍。

7、阿仑尼乌斯（Arrhenius）方程程（1）指数式：描述了速率随温度而变化的指数关系。A称为指前因子，Ea称为阿仑尼乌斯活化能。（2）对数式：描述了速率系数与1/T之间的线性关系。可以根据不同温度下测定的k值，以lnk对1/T作图，从而求出活化能。1889年Arrhenius提出了k与T之间的定量关系对反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)，若有下列数据，计算其反应的活化能.T(℃)T(K)1/T(K)k(s-1)ln(k)202933.41×10-32.0×10-5-10.82303033

8、.30×10-37.3×10-5-9.53403133.19×10-32.7×10-4-8.22503233.10×10-39.1×10-4-7.00603333.00×10-32.9×10-3-5.84Example4k-T图lnk-1/T图阿仑尼乌斯公式阿仑尼乌斯认为A和Ea都是与温度无关的常数。实际上活化能和指前因子均与温度相关，不过对某反应而言，当温度变化在指定范围100K以内时，Ea和A可看作是不随温度改变的常数。显然为直线关系，直线的斜率为，直线的截距为l