无机及分析化学 高职化工类 吴华第二章 化学反应速率与化学平衡.ppt

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1、无机及分析化学理论篇第二章化学反应速率与化学平衡一个是反应进行的方向和程度，即化学平衡问题;另一个是反应进行的快慢，即化学反应速率问题。它们之间既有区别又有联系。对这两个问题的讨论，无论是对理论研究还是生产实践都有重要意义。人们总是希望对人类生产和生活有益的化学反应进行得更快、更完全一些;而对那些影响人类生活质量、危害人体健康的化学反应，如金属锈蚀、药品失效变质等，则在不断地研究各种抑制方法。这就是本章要学习的化学反应速率和化学平衡问题。任何一个化学反应都涉及两个方面的问题:知识目标:理论篇第二章化学反应速率与化学平衡能力目标:1.理解化学反应速率和化学平衡的概念。2.了解化学平衡常

2、数概念及其意义。3.掌握影响化学反应速率和化学平衡移动的因素。掌握化学平衡的移动在生产实践中的应用。理论篇第二章化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率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。浓度单位常以mol·L-1表示，时间单位则根据具体反应的快慢用s（秒）、min（分钟）、h（小时）表示。因此，化学反应速率的单位为mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1。反应时各物质变化量之间的关系与化学方程式中计量系数间的比值成正比例关系。例如:其反应速率可分别表示为式中的△t表示时间间隔，△c（N2O5）、△c（NO2）、△c

3、（O2）分别表示△t时间内反应物和生成物浓度的变化，数值虽然不等，但都能表示该化学反应的快慢。一、化学反应速率的表示方法理论篇第二章化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率1.浓度对化学反应速率的影响2.温度对化学反应速率的影响3.催化剂对化学反应速率的影响二、影响化学反应速率的因素理论篇第二章化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡化学平衡状态有以下几个特点:1.只有在密闭体系中进行的可逆反应才能建立化学平衡，这是建立化学平衡的前提。2.正逆反应速率相等但不等于零，正向的反应和逆向的反应仍在进行，化学平衡是个动态的平衡。3.反应物和生成物浓度不再随时间的改变而改变。4.化学平衡是有条件

4、的平衡，当外界因素改变时，正、逆反应速率发生变化，原有平衡将受到破坏，直到建立新的动态平衡。二、化学平衡常数平衡常数很好地表达了可逆反应处于平衡状态时各物质浓度间的动态关系，平衡常数数值的大小表明了在一定条件下反应进行的程度。一、可逆反应和化学平衡理论篇第二章化学反应速率与化学平衡第三节化学平衡的移动二、压力对化学平衡的影响1.有气体参加，但反应前后气体分子数不等的反应2.有气体参加，但反应前后气体分子数相等的反应三、温度对化学平衡的影响综合以上影响平衡移动的各种因素，可以得出一个更为概括的规律。这就是法国科学家勒夏特里在1887年提出的原理:“假如改变平衡体系的条件之一，如温度、压

5、力或浓度，平衡就向减弱这个改变的方向移动。”勒夏特里原理是一条普遍的规律，它对于所有的动态平衡都是适用的，但必须注意，它只能应用在已经达到平衡的体系，对于未达到平衡的体系是不能应用的。一、浓度对化学平衡的影响阅读资料理论篇随着现代科学技术的发展，人们能够获得越来越多的极端物理与化学环境和条件，因而一个新的合成化学前沿分支—极端条件下的合成化学—逐渐形成，并且不断发展。极端条件是指超高压、超高温、超高真空、超低温、强磁场、强电场、强激光及模拟宇宙空间环境等。在极端条件下，物质的结构、电学性质、磁学性质等都将会发生变化，在极端条件下可以合成出多种多样在一般条件下无法合成的新型化合物、新物

6、相或新物态。现代物理技术可以获得极高的压力，如金刚石压腔装置可以达到172GPa高压。这个压力已接近地幔和地核边界的压力。目前人们还可以实现在这种压力条件下的多种物理测试，如紫外及可见和红外光吸收谱、穆斯堡尔谱、拉曼光谱、X射线衍射、核磁共振等。超高压对物质的电子结构有极大的影响，例如在超高压的作用下，原子轨道重叠将增加，使电子跃迁几率增加。超高压还可以改变物质的导电性，如许多氧化物在约100GPa压力作用下具金属的导电性。如石墨在1500℃、5GPa下将变成金刚石。1965年美国Linde公司首次在高温高压水热条件下合成了17g祖母绿宝石。极端条件下的无机合成化学第二章化学反应速率

7、与化学平衡阅读资料理论篇随着天文科学的发展，宇宙化学的分支学科—星际化学—已诞生。早在20世纪30年代人们就发现了星际分子。60年代发现的星际分子数目骤增。在已发现的星际分子中，20%是简单的无机分子，如H2O、H2、SiO2、CO等;65%是有机化合物;15%是自由基、分子离子和在一般条件下不稳定的分子。研究星际分子对于探索生命起源和极端条件下的化学合成有重要意义。星际空间的特点就是超低温和超高真空。科学家们进行的极端条件下的无机合成对研究星际化学以及太