化學(xué)反應(yīng)速率與限度ppt課件

1、第三章 化學(xué)反響的速率和限制3-1 化學(xué)反響速成率的定義及其表示方法化學(xué)反響速成率的定義及其表示方法化學(xué)反響速率 一定條件下單位時(shí)間內(nèi)某化學(xué)反響的反響物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾省?對于均勻體系的恒容反響，習(xí)慣用單位時(shí)間內(nèi)反響物濃度的減少或生成物濃度的添加來表示，而且習(xí)慣取正值。濃度單位通常用molL-1，時(shí)間單位視反響快慢，可分別用秒(s)、分(min)或小時(shí)(h)等表示。這樣，化學(xué)反響速率的單位可為molL-1s-1、molL-1min-1、molL-1h-1。反響速率：反響速率： 某一時(shí)辰的反響速率、瞬時(shí)速率；某一時(shí)辰的反響速率、瞬時(shí)速率；平均速率平均速率 = B 1(cB/t)用反響中的任何物

2、質(zhì)表示反響速率，數(shù)用反響中的任何物質(zhì)表示反響速率，數(shù) 值上都是一樣的；值上都是一樣的； 瞬時(shí)速率的測定可以由作圖法得到。瞬時(shí)速率的測定可以由作圖法得到。3-2 反響速率實(shí)際簡介反響速率實(shí)際簡介一、碰撞實(shí)際 反響物分子(或原子、離子)之間必需相互碰撞，才有能夠發(fā)生化學(xué)反響。但是反響物分子之間并不是每一次碰撞都能發(fā)生反響。能量因 f=e(-Ea/RT)ABZfPv反響速率與碰撞頻率Z，分子有效碰撞分?jǐn)?shù)f，以及方位因子p有關(guān)二、過渡形狀實(shí)際在以下反響中ABCABC反響過程中隨著A，B，C三原子相對位置的改動(dòng)構(gòu)成活化絡(luò)合物(ABC)(過渡形狀)： ABCABC)ABC過渡形狀實(shí)際以為：化學(xué)反響不只是經(jīng)

3、過反響物分子之過渡形狀實(shí)際以為：化學(xué)反響不只是經(jīng)過反響物分子之間簡單碰撞就能完成的，而是在碰撞后先要經(jīng)過一個(gè)中間簡單碰撞就能完成的，而是在碰撞后先要經(jīng)過一個(gè)中間的過渡形狀，即首先構(gòu)成一種活性集團(tuán)間的過渡形狀，即首先構(gòu)成一種活性集團(tuán)(活化配合物活化配合物) NO2+CO NO OCO NO+CO 影響化學(xué)反響速率的要素影響化學(xué)反響速率的要素一、濃度對化學(xué)反響速率的影響一、濃度對化學(xué)反響速率的影響1基元反響：基元反響： 對于簡單反響，反對于簡單反響，反響物分子在有效碰撞中經(jīng)過一次化響物分子在有效碰撞中經(jīng)過一次化學(xué)變化就能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反響。學(xué)變化就能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反響。2基元反響的化學(xué)反響速率方程式：

4、基元反響的化學(xué)反響速率方程式：可由質(zhì)量作用定律描畫。可由質(zhì)量作用定律描畫。aA + bB = gG k稱為反響的數(shù)率常數(shù))d/d(1tcavAB)d/d(1tcbB)d/d(1tcgGbBaAcck)()(k稱為反響的數(shù)率常數(shù)稱為反響的數(shù)率常數(shù): 可了解為當(dāng)反響物濃度都為單位濃度時(shí)的可了解為當(dāng)反響物濃度都為單位濃度時(shí)的 反響速率；反響速率； k由化學(xué)反響本身決議，是化學(xué)反響在一由化學(xué)反響本身決議，是化學(xué)反響在一 定溫度時(shí)的特征常數(shù)；定溫度時(shí)的特征常數(shù)； 一樣條件下，一樣條件下，k值越大，反響速率越快；值越大，反響速率越快； k的數(shù)值與反響物的濃度無關(guān)。的數(shù)值與反響物的濃度無關(guān)。 ：可求活可求活

5、化能及值?；芗爸?。ARTEkARTEkaalg303. 2lglnlnRTEaeAk/ARTEkalg303. 2lgREsa303. 2)(ln121212TTTTRTEkka)(303. 2lg121212TTTTRTEkkaTk1lg常數(shù)常數(shù)Kr；縮短平衡到達(dá)的時(shí)間，；縮短平衡到達(dá)的時(shí)間，加快平衡的到來。加快平衡的到來。T 對于普通可逆反響a A + b B g G + h H 平衡時(shí)， ， K 是平衡常數(shù) 。KBAHGbahg K 稱為閱歷平衡常數(shù)或?qū)嶒?yàn)平衡常數(shù)。稱為閱歷平衡常數(shù)或?qū)嶒?yàn)平衡常數(shù)。 從閱歷平衡常數(shù) K 的表達(dá)式中可以看出，K 的單位是： mol dm 3 ( g + h

6、 ) ( a + b ) 即為濃度的某次冪。 當(dāng) ( g + h ) = ( a + b ) 時(shí)， K 無單位。平衡常數(shù)平衡常數(shù)T 氣相反響， a A( g ) + b B ( g ) g G ( g ) + h H ( g ) 平衡時(shí)， pbBaAhHgGKpppp 對于氣相反響，既有 Kc ， 也有 Kp ，表達(dá)的是同一平衡態(tài)，但數(shù)值可以不同。 Kc 和 Kp 之間可以相互換算，相關(guān)的式子有： pV = nRTp = ( n / V ) RTp = cRT c 為濃度 換算時(shí)，要留意各物理量的單位。復(fù)習(xí)多重平衡規(guī)那么：P78規(guī)范平衡常數(shù)規(guī)范平衡常數(shù)K和和 rGm 的關(guān)系的關(guān)系 一、化學(xué)反響

7、等溫式一、化學(xué)反響等溫式 化學(xué)反響化學(xué)反響 a A( aq ) + b B ( aq ) g G ( aq ) + h H ( aq )在某時(shí)辰，各物質(zhì)的濃度并非規(guī)范態(tài)，此時(shí)的反響商為在某時(shí)辰，各物質(zhì)的濃度并非規(guī)范態(tài)，此時(shí)的反響商為 Q 。rGm = rGm + RTlnQ 化學(xué)熱力學(xué)中有如下關(guān)系式，闡明 rGm，Q 和 rGm 三者之間的關(guān)系： 0 非自發(fā) 故化學(xué)反響等溫式 rGm = rGm + RTlnQ 變?yōu)?0 = rGm + RTln K 即 rGm = RTln K 這就是化學(xué)反響等溫式。用該式可以求出 rGm ， 以做為非規(guī)范態(tài)下化學(xué)反響進(jìn)展方向的判據(jù)。 當(dāng)體系處于平衡時(shí) 有

8、rGm = 0 ，同時(shí)Q = K 這個(gè)式子將非規(guī)范態(tài)下的兩種判據(jù)聯(lián)絡(luò)起來： Q K 時(shí)，反響正向進(jìn)展， 由公式得 rGm K 時(shí)，反響逆向進(jìn)展， 由公式得 rGm 0 ； Q = K 時(shí)，反響到達(dá)平衡， 由公式得 rGm = 0 。 將 rGm = RTlnK 代入化學(xué)等溫式，得 rGm = RTlnK + RTlnQKQlnRTrGm即 這一公式極為重要，它將兩個(gè)重要的熱力學(xué)數(shù)據(jù) rGm 和 K 聯(lián)絡(luò)起來。平衡常數(shù)的求法平衡常數(shù)的求法 例 某溫度下反響 N2 ( g ) + 3 H2 ( g ) 2 NH3 ( g ) 到達(dá)平衡時(shí)，測得 NH3 = 4 mol dm3 ， N2 = 3 mo

9、l dm3 ， H2 = 9 mol dm3 ， 求該溫度時(shí)反響的平衡常數(shù) Kc 。 Kc = 7.3 103 ( mol dm3 )2 3332332223)dmmol9)(dmmol3()dmmol4(HNNHKc解: 例 求 2 NO2 ( g ) N2O4 ( g ) 298 K 時(shí)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 ，經(jīng)過公式 求得的平衡常數(shù)一定是 K 。 RTmrGKln化學(xué)平衡的挪動(dòng)化學(xué)平衡的挪動(dòng) 某溫度下反響a A b B 到達(dá)平衡 。 此時(shí)，有 Q = K ， V+ = V 。 導(dǎo)致平衡挪動(dòng)的緣由，可以從反響商的改動(dòng)和平衡常數(shù)的改動(dòng)兩個(gè)方面去思索 。 當(dāng)體系中參與 A ，Q 的分母增大，Q 變小，導(dǎo)致 Q 0 ， 當(dāng)T2 T1 時(shí)，K2 K1 ，平衡右移； T2 T1 時(shí)，K2 K1 ，平衡左移。 對于放熱反響，rHm T1 時(shí)，K2 K1 ，平衡左移； T2 K1 ，平衡右移。 2112122112TRTTTmrHKKln)T1T1(RmrHKKln）（或