化学反应速率和化学平衡课件.ppt

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1、第三章化学平衡和化学反应速率本章要求：了解反应速度概念。掌握质量作用定律。掌握阿累尼乌斯经验式，并能用活化分子、活化能等概念解释各种外界因素对化学反应速度的影响。了解经验平衡常数、和标准平衡常数表达式，理解化学平衡的移动。掌握有关化学平衡的计算。1概述研究化学反应，必须研究以下三个问题：1、该反应能否自发进行？即反应的方向性问题；2、在给定条件下，有多少反应物可以最大限度地转化成生成物？即化学平衡问题；3、实现这种转化需要多少时间？即反应速率问题。本章将讨论化学平衡与反应速率问题。化学反应速率和化学平衡是两类不同性质的问题。前者属于化学动

2、力学范畴，后者属于化学热力学范畴，因此研究他们的方法有所不同。2第一节化学平衡(p44)概述：化学平衡普遍存在于各类化学反应中，它涉及到在给定条件下，一种化学反应所能达到的最大限度。本节主要讨论化学平衡的一般规律。31、可逆反应与不可逆反应(p44)可以同时向两个相反的方向进行、并且任何一个方向的反应都不能进行到底的化学反应称为可逆反应。通常用可逆符号代替方程式中的等号来表示可逆反应。为什么有些反应好象不表现出可逆性？一是逆反应倾向比较弱，二是有些反应在进行时逆反应发生的条件尚未具备，反应物即已耗尽。一、可逆反应与化学平衡4例如：硫酸钡的

3、沉淀反应，基本上是向一个方向进行，其逆反应觉察不到：Ba2++SO42-→BaSO4↓再如：氯酸钾的分解反应，在分解过程中逆反应的条件还不具备，反应物就已耗尽：2KClO3========2KCl+3O2MnO2△象这些反应实际上只能向一个方向进行到底的反应称为不可逆反应。52、化學平衡意义：当正反应的反应速率＝逆反应的反应速率，即达化学平衡状态。宏观上：反应物及生成物共存，且各物种浓度不随時間而改变。微观上：化学反应仍进行中，属于动态平衡。6观察反应：aA＋bB=cC＋dD最初只有反应物(A与B)，无生成物(C与D)，故正反应速率很大

4、，逆反应速率为零。随反应進行，反应物消耗([A]、[B]会降低)，生成物产生([C]、[D]会增加)，因此正反应速率会逐渐降低，逆反应速率会逐渐增加。直至某一時間t，正反应速率＝逆反应速率，反应达「化学平衡」。如图示：7V正V逆V正=V逆达到平衡时间0时间→反应速度→（平衡）化学平衡建立示意图8项次初浓度(M)平衡时浓度度(M)[NO2][N2O4][NO2][N2O4]10.08000.00000.01250.033721620.00000.04000.01250.033721630.04000.02000.01250.033721

5、640.16000.00000.01820.070921550.00000.06000.01560.0522215以2NO2(g)→N2O4(g)进行实验所得数据說明之：由项次1、2、3、4、5比较得知：无论反应初始物质及浓度为何，只要在同温下，平衡浓度之比为一常数值，与初浓度及反应方向无关。2242][][NOON91、化学平衡定律对于反应:aA+bB=dD+eE在一定温度下达到平衡时，产物的平衡浓度系数次方乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数。即有下述关系:[D]d[E]e/([A]a[B]b)=Kc[]─表示某物质的平衡浓度

6、。二、经验平衡常数上式称为化学平衡定律。Kc称为经验平衡常数。102、浓度平衡常数和压力平衡常数(1)、浓度平衡常数：用平衡时各物质的浓度表示的平衡常数称为浓度(经验)平衡常数，用Kc表示。[D]d[E]e/([A]a[B]b)=Kc(2)、压力平衡常数：对于气相反应，除了用浓度平衡常数外，还可用平衡时各气体物质的分压表示平衡常数，称为压力(经验)平衡常数。用Kp表示。11如合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在一定温度下达平衡时，即可用Kc表示如下：或用Kp表示为：12一般对于以下化学反应：三、标准平衡常数及其有关计算在

7、一定温度下达到平衡时，产物的活度以化学计量系数为指数的乘积与反应物活度以其化学计量系数为指数的乘积之比是一个常数，称之为标准平衡常数，用K⊙表示。（2-22）FfeEdDB+=+b13理想气体的活度为气体的分压与标准压力的比值，即：a=p/pp称为标准压力，其值为100kP。1、气体反应：将此式代入(2-22)得：=（e+f)-(b+d)化学计量系数之代数和。(2-23)为气体的标准平衡常数(活度商)的表达式，同时也表明了标准平衡常数与压力平衡常数的关系。142、溶液反应理想溶液（或稀溶液）的活度是溶液浓度（单位为mol/L)与标准浓度c

8、⊙(即1mol/L)的比值：a=c/c⊙将此式代入（3-11），得为溶液反应的标准平衡常数(或活度商)的表达式。由于c⊙=1mol/L，代入上式有：但这仅表明他们数值上的相等关系。前者无量纲，