第六章 化学反应速率和化学平衡

第六章化学反应速率和化学平衡化学反应速率是指化学反应进行的快慢程度。通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示，符号为v。单位是mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1第一节化学反应速率在298K下，将2mol的N2O5充入一个体积为1升的密闭容器中，反应中各物质浓度变化如下2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)起始浓度（mol·L-1）2.0004秒末浓度（mol·L-1）1.80.40.1请计算用不同物质表示的该反应在4秒内的化学反应速率并进行比较。

例题解：分别用N2O5、NO2和O2的浓度变化表示反应速率：结论：同一化学反应，用不同的物质表示的化学反应速率，数值可能不相同，但意义相同，均表示这段时间内该反应的化学反应速率。不同物质所表示的化学反应速率的比值与化学反应方程式各物质相应的化学计量数之比相等。aA+bB＝dD+eE

用v表示反应速率时，有瞬时速率反应物浓度随时都在变化的，速率也在发生变化，平均反应速率并不能说明反应进行情况。用瞬时速率精确表示反应情况1.基元反应一步就能完成的化学反应。2.非基元反应绝大多数反应并不能一步完成，而往往是分成几步进行的，这样的化学反应称为复杂反应，又称非基元反应。3.一个反应是否是基元反应，从表面很难判断，而必须要通过实验才能证实。基元反应与非基元反应（1）反应物分子间的相互碰撞是发生化学反应的前提条件。如果分子间不碰撞，反应就不能发生。（2）只有少数碰撞能导致化学反应，能导致化学反应的碰撞称为有效碰撞，有效碰撞是发生反应的必要条件。（3）发生有效碰撞，还取决于碰撞分子间的取向，这是有效碰撞发生的充分条件。二有效碰撞理论在通常情况下，Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)？为什么？以上说明化学反应速率的决定因素是什么？

化学反应速率的决定因素是反应物的组成、结构和性质。

三、影响反应速率的因素内因(主要因素)：外因：化学反应速率还受浓度、压强、温度、催化剂等外界条件的影响。

(一)浓度对化学反应速率的影响1.质量作用定律在恒定温度下，基元反应的化学反应速率与反应物浓度相应幂的乘积成正比。这种定量关系称为质量作用定律。（只适用于基元反应）若反应：

aA+bB＝dD+eE是基元反应，则有

v=kcAa

·cBb

反应级数是反应速率方程各反应物浓度的幂指数之和由质量作用定律可以看出：在其他条件不变时，增大反应物的浓度，会增大化学反应速率；减小反应物的浓度，会减小化学反应速率。(二)温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响，其实只是温度对速率常数的影响。阿伦尼乌斯公式：

k=Ae–Ea/RT由阿伦尼乌斯公式可以看出：在其他条件不变时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。对于一般反应，如果反应物浓度恒定不变，温度每升高10℃，则化学反应速率增加2～4倍。(三)催化剂对反应速率的影响使用催化剂，能显著地增大反应速率。催化剂分为正催化剂和负催化剂催化剂对反应速率影响的原因：催化剂可以改变反应的历程，降低反应的活化能，使一部分能量较低的非活化分子转化为活化分子，使得活化分子百分数提高，反应速率加快。酶酶被称为生物催化剂，是生物体内自身合成的具有催化功能的一类大分子，主要是蛋白质。酶不同于一般的催化剂，具体表现在：1.酶具有极高的催化效率，一般而论，对于同一反应，酶催化反应的速率比非酶催化反应的速率高很多倍。2.酶催化的反应所需条件非常温和。3.酶具有极高的选择性。一、可逆反应与化学平衡在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，称为可逆反应在可逆反应中，通常把从左向右的反应称为正反应；从右向左的反应称为逆反应。

2.表示用可逆符号

3.特点在密闭容器中反应不能进行到底第二节化学平衡(一)可逆反应（二）化学平衡1.定义在一定条件下的可逆反应里，当正向反应速率等于逆向反应速率，反应物和生成物的浓度不再随时间而改变的状态叫化学平衡。2.特征(1)动：动态平衡

(4)变：条件改变，正逆反应速率不再相等，(2)等：正逆反应速率相等(3)定：各物质浓度保持一定一、浓度对化学平衡的影响：在其他条件不改变的情况下，增加反应物浓度或减少生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；反之，若增加生成物浓度或减少反应物浓度，化学平衡向着逆反应方向移动。

在生产实践中常利用这个原理，增大某些廉价原料浓度，达到充分利用贵重原料，提高贵重原料转化率的目的。化学平衡的移动结论：①[反应物]↑或[产物]↓→平衡正向移动②[产物]↑或[反应物]↓→平衡逆向移动

二、压强对化学平衡的影响：

在其它条件不变时，增大压强，平衡向气体分子数减少的方向移动；减小压强，平衡向气体分子数增多的方向移动。例如，一定条件下，在N2＋3H22NH3平衡体系中，当压强增大到原来的二倍时，判断平衡的移动方向。当其他条件不变时，体系的压强增加到原来的2倍，体系中各气体的浓度均会增加到原来的2倍，此时正、逆反应的速率v正ˊ、v逆ˊ分别为：v正′＝k正·(2a)·(2b)3＝k正·16ab3＝16v正v逆ˊ＝k逆·(2c)2＝k逆·4c2＝4v逆显然v正ˊ>v逆ˊ。注：压强只对反应前后气体分子总数不相等的平衡体系才会产生影响。对于正方向吸热的反应，升高温度(T1＜T2)，温度升高(T2>T1)会使平衡常数值增大(K2>K1)，平衡向右（吸热方向）移动；降低温度(T2<T1)会使平衡常数值减小(K2<K1)，平衡向左（放热方向）移动。对于放热反应，情况正好相反。

三、温度对化学平衡的影响

结论：在其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动。

四、催化剂与化学平衡

催化剂能改变化学反应的途径，降低活化能，提高活化分子的百分率，极大程度地加大化学反应速率。它不仅能加大正反应的速率，也能同等程度地加