《无机化学》5化学反应速率和化学平衡 教学课件.pptVIP

即使是放热反应（△rH为负值），外界仍必须提供最低限度的能量，这个能量就是反应的活化能。第三节影响化学反应速率的因素一、速率方程——浓度的影响白磷在纯氧气中在空气中的燃烧一步完成的反应称基元反应，又称简单反应。复杂反应分两步或多步完成的反应称为非基元反应，也叫复杂反应。基元反应反应速率∝碰撞次数∝反应物浓度用来表示反应速率与反应物浓度之间定量的关系式叫速率方程。一、速率方程——浓度的影响一定温度下：某基元反应mA+nB→pC+dD速率方程上式称速率方程式，式中k为反应速率常数，它取决于反应物的性质及温度，与反应物浓度无关。实验证明质量作用定律只适用于基元反应，因为基元反应直接代表了反应物分子间的相互作用。实验还表明：绝大多数反应都不是基元反应，是几个连续步骤的复合反应。质量作用定律可适用于其中每一步基元反应，但不适用于总反应，因为总反应代表的是以的总体计量关系，并不代表反应的真正历程。二、阿伦尼乌斯方程——温度的影响温度对化学反应速率的影响很显著。一般情况下，反应速率随温度升高而加快，而且温度每升高10℃，反应速率约增加2～4倍。二、阿伦尼乌斯方程——温度的影响阿累尼乌斯（Arrhennius）1898年论证了温度与反应速率之间的定量关系：或式中：A是与反应有关的特性常数，称为频率因子；Ea为活化能（J/mol）；对某给定的反应Ea为定值，当温度变化不大时，Ea和A不随温度变化。由上式可见：k与温度有关。温度越高，k越大，反应速率越快。k与活化能有关。二、阿伦尼乌斯方程——温度的影响①改变反应温度，改变了反应中活化分子的百分数，但并没有改变反应的活化能。②无论是吸热反应还是放热反应，升高反应温度，都会使反应速率加快，只不过是吸热反应速率加快的程度大于放热反应而已。注意三、催化剂对反应速率的影响催化剂：是一种能改变化学反应速率，但不改变化学平衡位置，存在少量就能加快反应而本身最后并无损耗的物质。基本特点：只能对热力学上可能发生的反应起作用；通过改变反应途径以缩达到平衡的时间；只有在特定的条件下催剂才能表现活性。催化剂不可以改变反应方向；催化剂能改变反应速率的原因是改变了化学反应途径，降低反应的活化能，提高了反应的活化分子百分数。三、催化剂对反应速率的影响酶：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。基本特点：具有极高的催化效率；反应所需条件非常温和；具有极高的专一性；稳定性是相对的。如蛋白质的水解，在体外需用浓的强酸或强碱，并且煮沸相当长时间才能完成。但食物中的蛋白质在酸碱性都不强、温度仅37℃的人体消化道中，却能迅速消化，就是消化液中胃蛋白酶等催化的结果。酶对它所催化的物质有严格的选择性，如α-淀粉酶作用于淀粉分子的主链，使其水解成糊精，而β-淀粉酶只水解淀粉分子的支链，生成麦芽糖。1.气相或溶液中进行的化学反应不考虑接触况。2.固体参加，其接触面积和形状不可忽视。红热状态的块状铁与水蒸气之间的反应进行得非常缓慢，而同样温度下铁粉的反应则要快得多：铁与盐酸的反应3Fe(s)+4H2O(g)＝Fe3O4(s)+4H2(g)↑四、反应物之间的接触状况第四节化学平衡和平衡常数一、可逆反应在相同条件下，能同时向正、逆两相反方向进行的反应称为可逆反应。可逆反应——一、可逆反应化学反应都有一定的可逆性，但是有些反应中，逆向反应的倾向比较弱，从整体看，反应是朝着一个方向进行的，例如碘化银的沉淀反应。还有的反应进行时，逆反应发生的条件尚未具备，反应物已耗尽，例如二氧化锰作为催化剂的氯酸钾受热分解放氧的反应。这些反应习惯上称为不可逆反应。不可逆反应——二、化学平衡浓度速率时间ABkfkr化学平衡的特点★平衡是动态的化学平衡状态是一定条件下可逆反应达到的最大限度。等动定变★到达平衡状态的途径是双向的★各物质浓度保持恒定★正逆反应速度相等三、标准平衡常数可逆反应达到化学平衡时，反应物和生成物的浓度都不再发生变化，此时，各种物质的浓度称为平衡浓度。实