chapter3-化學(xué)平衡與動(dòng)力學(xué)初步

第三化學(xué)平衡與動(dòng)力學(xué)初化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力化學(xué)反應(yīng)研究的重要問(wèn)(1反應(yīng)的方向性？(2)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，化學(xué)平衡問(wèn)題(熱力學(xué)問(wèn)題？(3)反應(yīng)所需時(shí)間，反應(yīng)的速率(動(dòng)力學(xué)問(wèn)題StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力第一節(jié)正反CO+化學(xué)平衡

逆反

CO2+動(dòng)態(tài)平衡StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力例如反1473反應(yīng)混合物的組成如 c? StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力c?

反應(yīng)混合物的組成不盡管平衡組成不同，CO2平H2

值是不變的StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力對(duì)于化學(xué)計(jì)量數(shù)不全是1的反應(yīng)，平衡時(shí)，H2I2[HI]

的值保持一定平衡時(shí)濃度之間存在某種關(guān)StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 經(jīng)驗(yàn)平衡常

化學(xué)平衡對(duì)于溶液中aA(aq)+ gG(aq)+Kc為濃度平衡常數(shù)；單位：(moldm?3)ΣυB=(g+d)–(a+StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces,

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力aA(g)+ gG(g)+pG、pD、pA、 ：分別代表了氣態(tài)物質(zhì)A、、G、D在平衡時(shí)的分StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces,

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力Kp與Kc反應(yīng)物、生成物都近乎理想氣 cRT(只應(yīng)用于單純氣態(tài)反應(yīng)時(shí)，KpStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 復(fù)相反

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力例：Zn(s)+ H2(g)+經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)(實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 相對(duì)平衡常數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力相對(duì)濃度或相對(duì)壓力→相對(duì)平衡常數(shù)Kr aA+bB cC+dD其相對(duì)濃度或相對(duì)壓力prp/p, 1.013105Pa crcc, 1moldm3 和表示物質(zhì)的量的相對(duì)大小，是純數(shù)；平衡Kr或標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K。StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力成物的相對(duì)壓力和(或)相對(duì)濃度的數(shù)值應(yīng)用StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 氣相反應(yīng)的

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力KK [ /p]c[ /p[ /p]a[ /pABaA(g)+ cC(g)+K：無(wú)量pi：平衡時(shí)氣態(tài)物質(zhì)的分P：標(biāo)準(zhǔn)壓力，1×105Pa1×102StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, aA(aqbB(aq)

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力cC(aq)+KK /c /c /c /cABK [ /p /c /c]a[ /pABci：物質(zhì)濃度，單位為moldmc：標(biāo)準(zhǔn)濃度，1moldm對(duì)于復(fù)相反aA(aq)+ cC(g)+StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 例

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力 求其經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)Kp和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K。 ( / KpA/

(100kPa/100kPa)21100kPa/100StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, N2(g)+N2(g)+3H22NH3K1=1.60×標(biāo)準(zhǔn)平衡1/2N2(g)+3/2H2 NH3K21/2N2(g)+3/2H2 NH3K2=3.87×StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力純固體與純液態(tài)在平衡常數(shù)表達(dá)式中不出現(xiàn) (aq)+

(aq)+2H例

([CrO2]/c)2([H]/c ([CrO2]/c CaO(s)+ /2StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力平衡常數(shù)只表現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行的程度，即可能 2SO2(g)+O2(g) 298K時(shí)，K=3.6×1024StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 多重平衡規(guī)

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力例 2NO(g)+ 2 22NO(g) StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 例C(s)+

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力CO(g)+ CO(g)+ CO2(g)+H2(g)C(s)+

/StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力⑤標(biāo)準(zhǔn)平衡常K與溫度有關(guān) 反應(yīng)只有一個(gè)K。⑥太高、溶質(zhì)的濃度比較稀的情況下適用StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)等溫式范德荷浦(Van’tHoff)ΔG0ΔG0，非自發(fā)過(guò)程；ΔG=0，平衡狀態(tài)。ΔG>0，ΔG<0，ΔG=StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力ΔG之間具有怎樣的關(guān)系式？ΔrG= +(化學(xué)反應(yīng)等溫式Q稱為反應(yīng)(注意Q的表達(dá)式及其和平衡常數(shù)關(guān)系StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, ΔrG=平衡時(shí)，ΔrG0，Q所 ΔrG=

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力+K>107或K<10–7是正向或逆向進(jìn)行的標(biāo)志或者ΔrG40kJmol?1或ΔrG40kJmol?1 =StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 對(duì)于氣體反

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力QQ [ /p]c[ /p[ /p]a[ /pABaA(g)+bB(g)=cC(g)+各項(xiàng)數(shù)值是體系在任意狀態(tài)下某一時(shí)刻的相對(duì)壓ΔrG= +當(dāng)ΔrG=0時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，此時(shí)Q即為K =0 =StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 對(duì)于溶液相反0=

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力與氣相反應(yīng)表達(dá)式類+=?代入 ΔrG=ΔrG+得到 ΔrG=說(shuō)明：1)QK，ΔrG0QK，ΔrG0QK，ΔrG0StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力ΔrG是化學(xué)反應(yīng)方向，即進(jìn)行程平衡常數(shù)大小可以標(biāo)示反應(yīng)進(jìn)行的程StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 可用于計(jì)算ΔrG的公式

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，298rGmrHmTr

標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，T

T溫度下的平衡常rGrHTr

StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力第四節(jié)化學(xué)平衡的StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力500Cp(N2)=4.13×106Pa,p(H2)=12.36×106Pa，試分別求解 N2(g)平衡壓力/106Pa( p

3H2(g)= ( p)( p

(41.3)

1.598 2(pNH2

(3.53106

1.598p3(p3

)(

(4.13106)(12.36106KpKc(RT ncpKcp

(RT

0.066

LStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+在800C時(shí)，若Kc1，用2molCO及2molH2O互相混合，加熱到800C，求平衡時(shí)各種氣體的濃度以及CO轉(zhuǎn)化為CO2的百分率解 CO(g)+ CO2(g)+/moldm /moldm x2/(0.2?x)2=Kc=解得[CO20.1moldm?3H2[CO]α=0.1/0.2100%=StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 例3：計(jì)算298K時(shí)，反

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力解(1)H2(g)+H2O(解(1)H2(g)+H2O(g)+ /kJmol1 ––– 28.6kJmol1 標(biāo)態(tài)下非自發(fā)，逆向標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)起始?jí)毫閜(H2)=4×105 p(CO2)=5×104p(H2O)2×102 p(CO)5102Pa時(shí)的反應(yīng)StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, rGm rGmRTln28600=?8.314×K=9.698×起始?jí)篐2(g)+H2O(g)+Q={[2×102/1×105]×{[4×105/1×105]×=5×10?6<StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力密閉容器中，有2molHI，在440C時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡初/moldm平/moldm

2

cK(2c

2102 x0.2204moldm分解率20.2204100%2StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 例

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力由熱力學(xué)數(shù)據(jù)表求HF(aq)=H+(aq)+F?(aq)反應(yīng)的K298，討論該電離平衡的方向性，并

H+

/kJ

(278.8)(296.9)18.1(kJmol1) StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力實(shí)際上純水中：cH+=10?7moldm?3，cF? =0moldm?3，cHF=1moldm?3。/moldm /moldm

H+(aq) x+10?7≈ 該反應(yīng)

RTlnK

6.72x2/(1?x)=6.72×moldm平衡時(shí)：[HF]10.0260.974moldmmoldmStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力 ——呂·查德里原理StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響(用自由能解釋對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA+bB gG+dDΔrG=?RTlnK +RTlnQ＝RTlnQ/K(或分壓)，減小生成物濃度時(shí)(或分壓)Q減小，ΔrG0，平衡正向移StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力計(jì)算反應(yīng)H2O(gCO(gH2(g在673K時(shí)的平衡常數(shù)moldmmoldmStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力解： CO(g)+H2O(g)=H2(g)+fHm/kJ Sm/J

rHm=41.16kJmol1,rSm=42.07Jmol1K1rGm=rHmTr41.16673(42.07)/12.85(kJmol1)rGm=RTln 12.851000/(8.314673) StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+起 平 根據(jù)(1)結(jié)果可知在673K 9.94 (2.0

x=1.52molCO的最大轉(zhuǎn)化率為1.52100%StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+起 平 溫度不變，標(biāo)準(zhǔn) (2.0y)(4.0moldm

CO的最大轉(zhuǎn)化率為1.84100增大反應(yīng)物濃度可有效增加轉(zhuǎn)StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響(用自由能解釋反應(yīng)前后計(jì)量系數(shù)不同StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力3H2(g)+ {p(NH)/ K {p(N)/p}{p(H)/p 如果平衡系統(tǒng)的總壓力增至原來(lái)的2{2p(NH)/pQ {2p(N)/p}{2p(H)/p

1 {p(NH3)/p 1 4{p(N)/p}{p(H)/p 即QK，導(dǎo)致反應(yīng)向生StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 325K時(shí)，設(shè)反應(yīng)N2O4(g)=2NO2(g)平衡總壓1.00105Pa，N2O4的分解率為50.2%反應(yīng)溫度不變，增大平衡壓力至106Pa時(shí)分解率是多少解題思路反應(yīng)溫度不變意味著標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不此平衡壓力指的是總以分壓代替濃度StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 平衡前分

p

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力0平衡時(shí)分 p? 平衡時(shí)，體系總壓力p?pα+2pα=p(1+α)=105解得

p(NO) p(1)

(1)3.316104

p(1

(1p(NO) 2 p 6.68104(Pa) p(1 (1( /pK(T) (pN /p

StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力當(dāng)平衡總壓力為1.0×106Pa時(shí)，設(shè)平衡前壓力為p'，分解率為α'。則p'?p'α'+2p'α'=p'(1+α')=106平衡時(shí)：p(NO) p'(1')106(1 p'(1 (1p(NO) 2p' 1062' p'(1 (1K(T)([(1062')/(1')]/[(106(1'))/(1')]/得：α

(102[10(1')(1

StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力5.3溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響(用自由能解釋rGmRTln rHmTr rHm/RTrSm/orlg rHm/2.303RTrSm/

rHm和rSm在ΔT(2)式可以寫成如下形ya1/x lgK＝a/T以lgK1/TarHm/StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 結(jié)論

arHm/

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力吸熱反應(yīng) >0，直線斜率<對(duì)吸熱反應(yīng)：T升高 增大 <0，直線斜率>0。對(duì)放熱反應(yīng)：T升高，K減小。StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces,

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力在T2

ln rHm/RT1rSm/1ln rHm/RT2rSm/TRlglgK2r 1K12.303RTT112TK TK 1 12 01 121 2 1 2溫度對(duì)平衡的影響是StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力解

C(s)+H2O(g)=CO(g)+N2(g)+3H2(g)=C(s)+H2O(g)=CO(g)+ /kJ

rHm110.5(241.83)131.31(kJ )吸熱反應(yīng)，T升高 增大，轉(zhuǎn)化率增加N2(g)+3H2(g)=fHm/kJ 46.19292.38(kJmol1) 放熱反應(yīng)，T升高 減小，轉(zhuǎn)化率降低StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 5.4平衡移動(dòng)原

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力CO(g)+NO(g)→CO2(g)+該反應(yīng)在298K和標(biāo)準(zhǔn)條件下，ΔrGm=?343.8kJmol?1，算出標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) =1.84×1069StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力體混合物放置1萬(wàn)年仍看不出生成H2O的跡象。為StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 動(dòng)力學(xué)的重要

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力FCX StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究對(duì) 需一定的T，p和催化StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, vvt21第六節(jié)化學(xué)反應(yīng)速 2N2O5=4NO2+O2在體積恒定條件經(jīng)過(guò)時(shí)間經(jīng)過(guò)變化反應(yīng)速001.5×10-1.3×10-0.99×10-StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力反應(yīng)速率也可用NO2或O2

vvNO 1 對(duì)于一般的化學(xué)

平均速

aA+bB=cC+ StateKeyLaboratory 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力當(dāng)時(shí)間間隔Δt取值越來(lái)越小(Δt0)時(shí)，平均 對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)aAbBcC，某一時(shí)刻的反應(yīng)速率或瞬時(shí)速率

StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力例 N2+3H2=起始濃度(molL02秒鐘后濃度(molL t- 2 始

t- 2始 t- 2 [N2]1[H2]1[NH3]32V312從化學(xué)計(jì)量關(guān)系StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力第七 反應(yīng)速率的基本理碰撞理論(Lewis,理論要點(diǎn)(借鑒了氣體分子運(yùn)動(dòng)論1.反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的可以發(fā)生反應(yīng)的分子稱為StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 麥克斯韋—玻耳茲曼

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力mmEm代表反應(yīng)物分子平均Ea=Em*–分子有效碰撞分?jǐn)?shù)：f反應(yīng)速率＝確取向的碰撞分?jǐn)?shù)(p具有足夠動(dòng)能的碰撞分?jǐn)?shù)(f)×氣體分子碰撞頻率(Z)vpfStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 7.2過(guò)渡狀態(tài)理論(Eyring,

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力過(guò)渡狀態(tài)理論要StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, A+B?C→[AA+B?C→[ABC]*反應(yīng)(始態(tài)活化絡(luò)合(過(guò)渡態(tài)→A?B產(chǎn)(終態(tài)活化能是決定反應(yīng)速率的內(nèi)在因StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 7.3兩種理論活化能比

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力活化能之碰撞理論活

活化能：具有最低能量的活Ea=Ec-從從圖可以看出活化能越大，活StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力活化能Ea之過(guò)渡狀態(tài)理論活化Tolman用統(tǒng)計(jì)平均的概念對(duì)基元反應(yīng)的活化能設(shè)基元反應(yīng) StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 反應(yīng)物必須爬過(guò)★即使是放熱反應(yīng)

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力Ea與ΔrH的關(guān)系Ea(正)Ea(逆)ΔrH反應(yīng)StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力設(shè)有基元反應(yīng)aAbB則該反應(yīng)的反應(yīng)速率v1a

1dcB 1dcCbdt cdtk(c)a(c

(k稱為反應(yīng)的速率常數(shù)StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力2NO+2H2N22H2O總反應(yīng)式2NO (快N2O2H2N2OH2O(慢N2OH2N2+ (快StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 非基元反應(yīng)的速率方

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力速率方程式參數(shù)說(shuō)基元反 aA+bB=v=k(cA)ak—反應(yīng)的速率StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力 kcStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 反應(yīng)級(jí)

v=k(cA)a

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力ab對(duì)于物質(zhì)A是a級(jí)反應(yīng)，對(duì)物質(zhì)B是b反應(yīng)級(jí)數(shù)的意義①表示了反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系②零級(jí)反應(yīng)表示了反應(yīng)速率與反應(yīng)物StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 準(zhǔn)級(jí)數(shù)反

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力v= 若[A]則v=k' (k'= 準(zhǔn)一級(jí)反v H+則v=k' (k'= 準(zhǔn)一級(jí)反StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力例：研 下列反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)為基元反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g)→寫出該反應(yīng)的速率方程該反應(yīng)的級(jí)數(shù)解：由于上述反應(yīng)為基元反應(yīng)v=StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力molLA的初始濃度取0.10molL–1時(shí)反應(yīng)的速率比值為(1)0.5,(2)1.0,(3)0.25，求上述三種情況下反應(yīng)的級(jí)數(shù)反應(yīng)速率方程的應(yīng)n解：設(shè)該反應(yīng)的速率方程通式為v=nc1:c2=0.5,v1:v2=0.5,son=c1:c2=0.5,v1:v2=1.0,son=c1:c2=0.5,v1:v2=0.25,son=StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力8.2溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (1) (2) (3) (4) (5)反應(yīng)速率隨溫度的升高而逐漸加快，呈指數(shù)關(guān)系，這類反應(yīng)最為常見。開始時(shí)溫度影響不 的形式極快的進(jìn)行 StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, vvvvvrrrrr化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力vvvvvrrrrr(1) (2) (3) (4) (5)StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力kAeEa溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過(guò)改變k實(shí)現(xiàn) lnk lnlgk

lg

可求活化能StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 阿侖尼烏斯公式的應(yīng)①作圖法求活化能lgk

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力作lgk1 T②根據(jù)兩點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算ln Ea(T2T1

T T2

T2s 注意該公式和Van’tsStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 例：根據(jù)題給數(shù)

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力N2O5(在CCl4中)→2NO2(在CCl4中的活化★將題給數(shù)據(jù)處理為作圖 –8.80 StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力★以lnk對(duì)1/T作圖得圖★求直線的斜率 1.2104K0.50103★由斜率計(jì)算活化能Ea(–R)×(斜率JmolK×(?1.2×104JmolkJmolStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力例：溫度為300K的鮮牛奶大約4h變酸，但在活化能Ea(kJmol–1)是多少？解：設(shè)T1277K,T2300t1=48h,t2=4由題可vkv1/tkk1/t,

ln

Ea(11

所 lg48

(300277 2.303 300(kJmolStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力Arrhenius方程含義 kAeEa/ 溫下，每增加4kJmol?1，k值降低約80%；溫度升高，k增大。一般反應(yīng)溫度每升高10C，k將增大2~4ln

EaT2

對(duì)同一反應(yīng)，升高一定溫 ，在高溫區(qū)值k對(duì)不同反應(yīng)，升高相同溫度，Ea大的反應(yīng)k大的倍數(shù)多(即具有較大的溫度系數(shù))StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力8.3催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影催化劑改降低了反應(yīng)的活化能；不改變反應(yīng)的rGmRTlnStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, E 反應(yīng)反應(yīng)

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力有催反應(yīng)歷 –

生成e

問(wèn)題：催化劑存StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 催化劑的催

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力例如：均相催CH3CHO→CH4+以I2作催化CH3CHO→CH4+催化原理

kJmolkJmolCH3CHO+I2→CH3I+HI+CH3I+HI→CH4+反應(yīng)活化能大大StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 473-523

CHO+

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力

623-633 Al2O3or

C2H4+673-773ZnOCr

+

O+C2H4+

CH2??CH2 C2H4+ (CuCl2PdCl2HCl溶液催化C2H4+ 2CO2+StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力第九節(jié)反應(yīng)的級(jí)數(shù)及反應(yīng)機(jī)理的測(cè)零級(jí)反AABAv kc

cA tk

相當(dāng)于y=ax+b型直線方程；cA—t作StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 一級(jí)反

AB

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力tv kct

k

Aktlg ktln t s StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 半衰期：

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力c1cA2c1cA2 tlg lg lg /2lg1

2.303lg2

2.303一級(jí)反應(yīng)的半衰StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 二級(jí)反2AB

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力1dc

k k(c

2

cAc111

111100 0 ?t呈線性關(guān)系；斜率s=2k；截距 A A0StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 三級(jí)反3ADv1 k(c3

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力

0 k033(cA3

3

~A(cA1(c1(c6kt1AStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力05----只有(c)是直線，表明反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速率=k=圖c中直線的斜

1dm=——————————(25?0)1dm3minStateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurfaces, 反應(yīng)機(jī)理的

化學(xué)平衡與化學(xué)動(dòng)力化學(xué)反應(yīng)方程式往往并不表達(dá)反應(yīng)進(jìn)行 合理的