第3章化学动力学技巧.ppt

第3章 化学反应速率与化学平衡;3.1 化学反应速率定义及表示方法;一、基本术语;2、反应分子数;3、反应历程;二、化学反应速率的表示方法; 2、瞬时速率 ;;3、化学反应速率方程;3.2 影响化学反应速率的因素;二、温度对化学反应速率的影响;变化规律： （1）Ea一定，T升高，k增加。 （2）Ea一定，A一定（同一反应）， 高温区，T升高，k增加的倍数小； 低温区，T升高，k增加的倍数大； （3）T一定，忽略A的影响，Ea大，k小；Ea小，k大； （4）T升高相同数值时， Ea大的反应，k增加倍数多； Ea小的反应，k增加倍数少。;3.3 化学反应速率理论;二、过渡状态理论（活化络合物理论）;Ea正=Eac- EⅠ;三、催化剂对化学反应速率的影响;（1）催化剂只能通过改变反应途径来改变反应速率，但不能改变反应的焓变、方向和限度。;补充习题 ;5 下列叙述中正确的是—— A 溶液中的反应一定比气相中的反应速率大； B 反应活化能越小，反应速率越大； C 增大系统压强，反应速率一定增大； D 加入催化剂，使Ea正和Ea逆减少相同倍数。;3.4 化学平衡原理;3.4.1 化学平衡与标准平衡常数;化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应体系中，正、逆反应 速率相等，反应物和生成物的浓度不再随时间而改变的状态。;三、 标准平衡常数;;平衡常数表达式与反应方程式相对应。对于同一个化学反应， 用不同的反应方程式表示，其平衡常数数值不同。;(3) 标准平衡常数K?是一个无量纲的数。 K?=k正/k逆;I2(s) + 8H+ + 10NO3- → 2IO3- + 10NO2(g) + 4H2O(l);3、多重平衡规则;四、化学反应等温方程式;2、化学反应等温式(reaction isotherm ) 也称范特霍夫(van’t Hoff)等温式;例2 计算 320K时反应： HI(g,0.0405MPa)＝1/2H2(g,1.01ⅹ10-3 MPa) +1/2I2(g,1.01ⅹ10-3 MPa) 的平衡常数，并判断反应进行的方向。;ΔrGm = ΔrGm? +RTlnJ=8.2 kJ·mol-1+8.314 J·mol -1·K -1 ×320K×ln0.025 = -1.6 kJ·mol-1 ;3、K?和T的关系;例3 合成氨反应：N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g) ΔrHm ? = -92.2 kJ·mol-1 已知473K时K1?=0.44，求该反应在573K时的K2 ? 。 ;3.5 标准平衡常数的计算;例5 在容积为5.0L的容器中，装有等物质量的PCl3(g)和Cl2(g)。在523K下反应：PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g)。达平衡时，P(PCl5)=P?，K ? =0.767。求（1）开始装入的PCl3(g)和Cl2(g)的物质的量；（2） PCl3(g)的平衡转化率。;例6 在1000K下，光气发生如下的分解反应：COCl2(g)=CO(g)+Cl2(g). 在1000K时，将0.631g COCl2(g)注入容积为472ml的密闭容器中，当反应达平衡时，容器内压强为220.38kPa。计算该反应的平衡常数K ? 及COCl2(g)的平衡转化率。;3.6 化学平衡的移动;例7 已知：298K时，Fe2+(aq)+Ag+(aq)＝Fe3+(aq)+Ag(s) K?=2.98 现有混合溶液含有：0.10mol·L-1AgNO3, 0.10mol·L-1Fe(NO3)2, 0.010mol·L-1 Fe(NO3)3，请问: （1）反应向哪一方向进行？ （2） 平衡时C(Fe2+)、C(Ag+)、C(Fe3+)? （3） Ag+的平衡转化率？ （4）若起始时C(Fe2+)=0.30 mol·L-1，求Ag+的平衡转化率？;平衡时： C(Fe2+)= C(Ag+)=0.087 mol·L-1 C(Fe3+)=0.023mol·L-1;2 压力对化学平衡的影响; a、恒温、恒压条件下已达平衡体系，引入惰性气体:;3 温度对化学平衡的影响;例8 计算下列反应：2SO2(g)+O2(g)＝2SO3(g) 在298K和723K时的平衡 常数K ? ，并说明此反应是放热反应还是吸热反应？;5 Le Chaterlier 原理;作业：44-46页