第四章---化学反应及平衡.ppt

第四章化学反应速率和化学平衡2.瞬时速率3.反应机理反应机理（反应历程）化学反应所经历的途径。化学动力学研究的重要任务之一就是研究反应机理，确定反应历程，深入地揭示反应速率的本质，这在理论上和实践中都有重要意义。基元反应反应物分子一步直接转化为生成物分子的反应。非基元反应(复杂反应)4.速率方程和速率常数质量作用定律一定温度时，基元反应的反应速率与各反应物浓度系数次方的乘积成正比.即基元反应aA+dD=gG+hH的速率方程为:k：速率常数constantofreaction若已知反应机理，可根据定速步骤书写速率方程式。如2NO(g)+Br2(g)=2NOBr(g)的反应机理为：(1)NO+Br2=NOBr2(慢)(定速步骤)(2)NOBr2+NO=2NOBr(快)则速率反程为u=kc(NO)c(Br2)化学反应的反应速率与各反应物浓度某次方的乘积成正比：

u=kca(A)cb(B)速率方程式中，某反应物浓度的方次(a或b)称为该反应物的级数，各反应物浓度方次之和(a+b+??)称为该反应的级数速率方程级数k的量纲?=k零级浓度.时间-1?=k*c(A)一级时间-1?=k*c(A)*c(D)二级浓度-1.时间-1?=k*c2(A)*c(D)三级浓度-2.时间-1二、温度对反应速率的影响温度每升高10oC,反应速率加快2~4倍kt+10/kt=2~43.活化能反应体系中能量较高且能发生反应的分子称为活化分子，活化分子的最低能量与体系中分子的平均能量之差称为活化能Ea三、反应速率理论简介（1）反应物分子的相互碰撞是反应进行的先决条件，反应速率与碰撞频率成正比。（2）不是分子间每一次碰撞都能发生化学反应，只有能量足够大的“分子对”相碰才是有效碰撞。（3）分子碰撞时必须处于有利方位才能发生有效碰撞。2.过渡态理论化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞而完成的，反应物分子在相互接近时必须先经过一个中间过渡状态，即形成一种活化配合物，然后再转化为产物。四、催化剂能改变反应的速率，而其本身的数量和化学性质基本不变的物质，称为催化剂。催化剂能加快反应速率是由于催化剂改变了反应历程，降低反应活化能。催化剂只能加速热力学上可能进行的反应，催化剂不能改变反应的自发性。催化剂同时改变正逆反应的速率，缩短或延长达到平衡所需的时间。催化剂不改变化学平衡状态。催化剂有选择性。a.不同的反应需要不同的催化剂;b.同样的反应如果选择不同的催化剂，将得到不同的产物。在催化剂或反应体系中加入少量杂质常常可以强烈的影响催化剂的作用，这些杂质起助催化剂或毒物的作用。五、可逆反应与化学平衡2.化学平衡平衡条件：u正=u逆平衡标志：各物质浓度不再随时间改变。平衡是可逆反应的最大限度。化学平衡是有条件的动态平衡—改变条件，平衡破坏，在新的条件下达到新的平衡—平衡移动。3.标准平衡常数气相可逆反应：aA(g)+dD(g)=gG(g)+hH(g)标准平衡常数表达式中各物质的浓度或分压均为平衡状态时值。参加反应的固体或纯液体不写入平衡常数表示式，稀溶液中反应有水参加,水的浓度不写入平衡常数表示式中。非水溶液中如果有水参加反应，则水的浓度需要写进去。热力学规定标准状态是指定温度，100KPa压力。表达式中出现的标准压力要用100Kpa，标准浓度要用1mol/L。平衡常数表示式及其数值与反应式写法有关。1）气体分压的影响：分压变化与浓度影响类似。2）惰性气体的影响加入惰性气体,各组分气体的分压不变，对平衡无影响3.温度对化学平衡的影响升高温度，平衡向吸热反应方向移动降低温度，平衡向放热反应