化学反应速率与限度ppt课件

1、第三章 化学反响的速率和限制3-1 化学反响速成率的定义及其表示方法化学反响速成率的定义及其表示方法化学反响速率 一定条件下单位时间内某化学反响的反响物转变为生成物的速率。 对于均匀体系的恒容反响，习惯用单位时间内反响物浓度的减少或生成物浓度的添加来表示，而且习惯取正值。浓度单位通常用molL-1，时间单位视反响快慢，可分别用秒(s)、分(min)或小时(h)等表示。这样，化学反响速率的单位可为molL-1s-1、molL-1min-1、molL-1h-1。反响速率：反响速率： 某一时辰的反响速率、瞬时速率；某一时辰的反响速率、瞬时速率；平均速率平均速率 = B 1(cB/t)用反响中的任何物

2、质表示反响速率，数用反响中的任何物质表示反响速率，数 值上都是一样的；值上都是一样的； 瞬时速率的测定可以由作图法得到。瞬时速率的测定可以由作图法得到。3-2 反响速率实际简介反响速率实际简介一、碰撞实际 反响物分子(或原子、离子)之间必需相互碰撞，才有能够发生化学反响。但是反响物分子之间并不是每一次碰撞都能发生反响。能量因 f=e(-Ea/RT)ABZfPv反响速率与碰撞频率Z，分子有效碰撞分数f，以及方位因子p有关二、过渡形状实际在以下反响中ABCABC反响过程中随着A，B，C三原子相对位置的改动构成活化络合物(ABC)(过渡形状)： ABCABC)ABC过渡形状实际以为：化学反响不只是经

3、过反响物分子之过渡形状实际以为：化学反响不只是经过反响物分子之间简单碰撞就能完成的，而是在碰撞后先要经过一个中间简单碰撞就能完成的，而是在碰撞后先要经过一个中间的过渡形状，即首先构成一种活性集团间的过渡形状，即首先构成一种活性集团(活化配合物活化配合物) NO2+CO NO OCO NO+CO 影响化学反响速率的要素影响化学反响速率的要素一、浓度对化学反响速率的影响一、浓度对化学反响速率的影响1基元反响：基元反响： 对于简单反响，反对于简单反响，反响物分子在有效碰撞中经过一次化响物分子在有效碰撞中经过一次化学变化就能转化为产物的反响。学变化就能转化为产物的反响。2基元反响的化学反响速率方程式：

4、基元反响的化学反响速率方程式：可由质量作用定律描画。可由质量作用定律描画。aA + bB = gG k称为反响的数率常数)d/d(1tcavAB)d/d(1tcbB)d/d(1tcgGbBaAcck)()(k称为反响的数率常数称为反响的数率常数: 可了解为当反响物浓度都为单位浓度时的可了解为当反响物浓度都为单位浓度时的 反响速率；反响速率； k由化学反响本身决议，是化学反响在一由化学反响本身决议，是化学反响在一 定温度时的特征常数；定温度时的特征常数； 一样条件下，一样条件下，k值越大，反响速率越快；值越大，反响速率越快； k的数值与反响物的浓度无关。的数值与反响物的浓度无关。 ：可求活可求活

5、化能及值。化能及值。ARTEkARTEkaalg303. 2lglnlnRTEaeAk/ARTEkalg303. 2lgREsa303. 2)(ln121212TTTTRTEkka)(303. 2lg121212TTTTRTEkkaTk1lg常数常数Kr；缩短平衡到达的时间，；缩短平衡到达的时间，加快平衡的到来。加快平衡的到来。T 对于普通可逆反响a A + b B g G + h H 平衡时， ， K 是平衡常数 。KBAHGbahg K 称为阅历平衡常数或实验平衡常数。称为阅历平衡常数或实验平衡常数。 从阅历平衡常数 K 的表达式中可以看出，K 的单位是： mol dm 3 ( g + h

6、 ) ( a + b ) 即为浓度的某次幂。 当 ( g + h ) = ( a + b ) 时， K 无单位。平衡常数平衡常数T 气相反响， a A( g ) + b B ( g ) g G ( g ) + h H ( g ) 平衡时， pbBaAhHgGKpppp 对于气相反响，既有 Kc ， 也有 Kp ，表达的是同一平衡态，但数值可以不同。 Kc 和 Kp 之间可以相互换算，相关的式子有： pV = nRTp = ( n / V ) RTp = cRT c 为浓度 换算时，要留意各物理量的单位。复习多重平衡规那么：P78规范平衡常数规范平衡常数K和和 rGm 的关系的关系 一、化学反响

7、等温式一、化学反响等温式 化学反响化学反响 a A( aq ) + b B ( aq ) g G ( aq ) + h H ( aq )在某时辰，各物质的浓度并非规范态，此时的反响商为在某时辰，各物质的浓度并非规范态，此时的反响商为 Q 。rGm = rGm + RTlnQ 化学热力学中有如下关系式，阐明 rGm，Q 和 rGm 三者之间的关系： 0 非自发 故化学反响等温式 rGm = rGm + RTlnQ 变为 0 = rGm + RTln K 即 rGm = RTln K 这就是化学反响等温式。用该式可以求出 rGm ， 以做为非规范态下化学反响进展方向的判据。 当体系处于平衡时 有

8、rGm = 0 ，同时Q = K 这个式子将非规范态下的两种判据联络起来： Q K 时，反响正向进展， 由公式得 rGm K 时，反响逆向进展， 由公式得 rGm 0 ； Q = K 时，反响到达平衡， 由公式得 rGm = 0 。 将 rGm = RTlnK 代入化学等温式，得 rGm = RTlnK + RTlnQKQlnRTrGm即 这一公式极为重要，它将两个重要的热力学数据 rGm 和 K 联络起来。平衡常数的求法平衡常数的求法 例 某温度下反响 N2 ( g ) + 3 H2 ( g ) 2 NH3 ( g ) 到达平衡时，测得 NH3 = 4 mol dm3 ， N2 = 3 mo

9、l dm3 ， H2 = 9 mol dm3 ， 求该温度时反响的平衡常数 Kc 。 Kc = 7.3 103 ( mol dm3 )2 3332332223)dmmol9)(dmmol3()dmmol4(HNNHKc解: 例 求 2 NO2 ( g ) N2O4 ( g ) 298 K 时的 K 解： 查表得 f Gm ( NO2 ，g ) = 51.30 kJmol 1 f Gm ( N2O4，g ) = 97.82 kJmol 1 929. 1298314. 81078. 4RTmrGKln3故故 K = 6.88 rGm = f Gm ( N2O4 ，g ) 2 f Gm ( NO2，

10、g ) = 97.82 51.30 2 = 4.87 ( kJmol 1 ) 留意 利用 rGm ，经过公式 求得的平衡常数一定是 K 。 RTmrGKln化学平衡的挪动化学平衡的挪动 某温度下反响a A b B 到达平衡 。 此时，有 Q = K ， V+ = V 。 导致平衡挪动的缘由，可以从反响商的改动和平衡常数的改动两个方面去思索 。 当体系中参与 A ，Q 的分母增大，Q 变小，导致 Q 0 ， 当T2 T1 时，K2 K1 ，平衡右移； T2 T1 时，K2 K1 ，平衡左移。 对于放热反响，rHm T1 时，K2 K1 ，平衡左移； T2 K1 ，平衡右移。 2112122112TRTTTmrHKKln)T1T1(RmrHKKln）（或