无机化学---第二章 反应方向速率限度.ppt

第二章 化学反应的方向、速率和限度 2-1 化学反应方向和吉布斯自由能变 由?G = ?H - T ?S可见 2-2 化学反应速率 N2 + 3H2 ? 2NH3 二、化学反应速率理论 二、影响化学反应速率的因素1.反应机理*（补充） 反应机理* 反应机理* 反应机理* 在一定温度下，比较标准平衡常数与反应商的相对大小，就能预测反应的方向。 当 时，可逆反应正向自发进行； 可逆反应达到平衡 可逆反应逆向自发进行 例 已知 298.15 K 时，可逆反应： Pb2+(aq) + Sn(s) Pb(s) + Sn2+(aq) 的标准平衡常数 ，若反应分别从下列两种情况开始，试判断可逆反应进行的方向。 （1）Pb2+和Sn2+的浓度均为 0.10 mol·L-1； （2）Pb2+的浓度为 0.10 mol·L-1，Sn2+ 的浓度 为 1.0 mol·L-1。 解：（1）反应商为： 由于 因此在 298.15 K 时反应正向自发进行。 （2）反应商为： 由于 因此在 298.15 K 时反应逆向自发进行。 e.g.1: 合成氨反应在500oC建立平衡p(NH3)=3.53?106Pa, p(N2) = 4.13??106Pa, p(H2) = 12.36??106Pa, 试分别求该反 应 N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g) 的标准平衡常 数 K ? 与 经验平衡常数Kp，Kc。 解： CO(g) + H2O(g) = CO2(g) ＋ H2(g) 初浓 /mol·dm-3 2/10 2/10 0 0 平/mol·dm-3 0.2-x 0.2-x x x X2/(0.2-x)2 =1 解得: [CO2] = 0.1 mol·dm-3 = [H2] = [ CO] = [H2O] 转化率 ? = 0.1/0.2×100% = 50% 解：可逆反应(2)＋可逆反应(2)–可逆反应(1)得 : 　　 上述可逆反应在 298.15 K 时的标准平衡常数为: 例 298.15 K 时，CH3COOH 与 C2H5OH 的酯化反应的标准平衡常数 =4.0。在 298.15 K 时将 2.0 mol CH3COOH 与 2.0 mol C2H5OH 在容器中混合，试计算CH3COOH 的平衡转化率。 解：酯化反应为： CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) CH3COOC2H5(aq) + H2O(aq) 若混合后溶液总体积为 V，且假定在反应过程中体积不发生变化，设平衡时生成 x mol CH3COOC2H5，则CH3COOH 和 C2H5OH 的平衡物质的量均为(2.0–x)mol, CH3COOC2H5 和 H2O 的平衡物质的量均为 x mol。该酯化反应的标准平衡常数表达式为： 例 在 1000 ℃ 时，下列可逆反应： FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g) 的标准平衡常数 如果在 CO 的分压力为 6000 kPa 的密闭容器加入足量的 FeO，计算 CO 和 CO2 的平衡分压力。 解： FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g) p0/kPa 6000 0 + x peq/kPa 6000-x x 反应的标准平衡常