《基础化学》课件-第五章

5.1可逆反应与化学平衡在一定条件下反应能否自发进行。引言反应能够会进行到什么程度？反应物有多少能够转化成产物？可逆反应可逆反应：在同一条件下，能同时向正、逆两个方向进行的反应。逆反应N2(g)

+

3H2(g)N2(g)

+

3H2(g)2NH3(g)2NH3(g)从左向右从右向左正反应2KClO3

→

2KCl

+

3O2N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应几乎能完全进行：反应不能完全进行：氮气和氢气可以反应生成氨。氨可以分解成氮气和氢气。化学平衡反应速率v（molL-1s-1）时间平衡v正v逆含量不变v正=v逆化学平衡：在一定条件下，可逆反应达到正、逆反应速率相等时的状态。达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度（或分压）不随时间变化而变化。逆化学平衡等动定同变可逆反应v正=v逆v正=v逆≠0，动态平衡体系组成一定条件相同，平衡与反应路劲无关反应条件改变，则化学平衡发生移动实验证明：平衡状态是一定条件下，化学反应能够达到的最大限度。任何可逆反应经过一段时间达到化学平衡时，系统中各物质的浓度或者分压之间呈现出一定的比例关系。大量实验数据的处理结果表明化学平衡常数任意可逆反应：aA+bB

dD+eE在一定温度下，达到平衡时，则有：C[A]a

[B]b[D]d

[E]eK

A

Bppa

pbpd

pe

D

EK或Kc

——平衡常数；

[A]——A物质的物质的量浓度，mol·L-1；pA

——A物质的分压，kPa。化学平衡常数热力学里的平衡常数的表达式：(

[D]

cθ

)d

([E]

cθ

)e(

[A]

cθ

)a

([B]

cθ

)b

Kcθ

A

B[

p

pθ

]d

[ppθ

]eK[

p

pθ

]a

[

ppθ

]b

p

D

E

Kcθ——标准平衡常数，1；cθ

——标准浓度，cθ

=1.0mol·L-1；pθ

——标准压力，pθ

=100kPa。平衡常数越大，反应正向进行的程度越大。实验平衡常数标准平衡常数1.如果系统中有固体或纯液体参加反应，其浓度不写入表达式中。书写标准平衡常数表达式时，应注意下面几点：化学平衡常数2.在稀溶液中进行的反应，水的浓度可视为常数，无需写入平衡常数表达式中。3.平衡常数是温度的函数，当温度一定时，平衡常数的数值是一定的。4.正、逆反应的标准平衡常数互为倒数。反应方程式各物质前面的计量系数发生变化所得到的K标准的数值相应发生变化多重平衡：在一定条件下，若某个化学反应系统中有多个连锁可逆反应，同时处于平衡状态的现象。多重平衡规则任何一种物质的平衡浓度或分压，同时满足每个化学反应平衡常数表达式。多重平衡规则例如，某系统中，同时存在下列三种平衡：由反应式知：①-②＝③，而反应平衡常数为：如果某一可逆反应由几个可逆反应相加（或相减）得到，则该可逆反应的标准平衡常数等于这几个可逆反应标准平衡常数的乘积（或商），这种关系称为多重平衡规则。多重平衡规则化学反应平衡常数较难测定或无从查取在实际生产和理论研究中都很重要。利用有关化学反应平衡常数算得出可逆反应与化学平衡多重平衡规则可逆反应与化学平衡坚持生态文明建设社会主义建设走可持续发展道路构建和谐社会一定阶段稳定的平衡；受到外界的因素发生平衡的突破而建立新的平衡。多重平衡规则可逆反应与化学平衡坚持生态文明建设社会主义建设走可持续发展道路构建和谐社会一定阶段稳定的平衡；受到外界的因素发生平衡的突破而建立新的平衡。多重平衡规则个人人际关系的和谐培养；不断充实自己；增加社会责任感。5.2化学反应速率受多种因素影响影响化学反应的因素浓度压力温度浓度对化学反应速率的影响反应物浓度越高反应物的浓度是影响反应速率的重要因素之一。反应速率越快原因：在单位时间内，高浓度的反应物可以提供更多的反应位点，从而引发更多的化学反应。浓度对化学反应速率的影响反应物浓度增加到一定程度反应物的浓度是影响反应速率的重要因素之一。反应速率不再明显增加原因：反应速率受其他因素如温度、压力等的制约。浓度对化学反应速率的影响压力对化学反应速率的影响压力越高压力是影响化学反应速率的另一个重要因素。反应速率越快压力增加压力变化分子间的碰撞频率增加提高反应速率影响化学平衡常数影响化学反应平衡状态适当增加压力→提高反应速率过高的压力可能会对设备产生过大负荷，甚至导致设备损坏。温度对化学反应速率的影响温度越高温度是影响化学反应速率的另一个关键因素。反应速率越快温度提高分子热运动更加剧烈提高分子间的碰撞频率和碰撞能量温度过高副反应发生反应物分解选择适当的温度条件影响化学反应速率的三个关键因素影响化学反应的因素浓度压力温度根据具体的反应条件和要求选择适当的条件来提高化学反应速率。实际化学实验中考虑到各种因素之间的相互影响和制约关系。影响化学反应速率的其他因素催化剂的使用溶剂的选择反应物颗粒的大小和形状化学针对不同反应的优化策略需要高浓度的反应适当增加反应物的投料量需要在较高压力下进行的反应适当提高设备的压力需要在特定温度下进行的反应适当调节温度等此外，还可以通过改进设备、采用新型的催化剂和优化工艺参数等方式来提高化学反应速率。影响化学反应的因素更好地控制化学反应过程和