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第五章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第五章化學(xué)反應(yīng)速率本章主要內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素化學(xué)平衡和平衡常數(shù)影響化學(xué)平衡的因素本章主要內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)速率從事化學(xué)研究的人們常常關(guān)心的問(wèn)題化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)如果把物質(zhì)(A)與物質(zhì)(B)放在一起,他們能發(fā)生反應(yīng)形成新物質(zhì)(C)嗎?
即A+B→C能發(fā)生嗎?如反應(yīng)能夠發(fā)生,它是放熱的還是吸熱的?這個(gè)反應(yīng)的速率多大?這個(gè)反應(yīng)的最大產(chǎn)率是多少?這個(gè)反應(yīng)是怎樣發(fā)生的?什么反應(yīng)的機(jī)理?從事化學(xué)研究的人們常常關(guān)心的問(wèn)題化學(xué)化學(xué)如果把物質(zhì)(A)與主要研究的是反應(yīng)進(jìn)行的速率,并根據(jù)研究反應(yīng)速率提供的信息探討反應(yīng)機(jī)理,即研究反應(yīng)的快慢和反應(yīng)進(jìn)行的途徑。主要研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或放出的熱量、化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性(即兩種物質(zhì)之間能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng))以及化學(xué)反應(yīng)的限度(反應(yīng)完成之后反應(yīng)物的量與產(chǎn)物的量之間的關(guān)系)一類基本問(wèn)題?;瘜W(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)主要研究的是反應(yīng)進(jìn)行的速率,并根據(jù)研究反應(yīng)
隨著空氣中二氧化硫濃度的增加使得酸雨的“濃度”也在增加。結(jié)果文物被腐蝕的速度也在加快。文物是不可再生的資源隨著空氣中二氧化硫濃度的增加使得酸雨的“濃度第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率
不同的化學(xué)反應(yīng),有些進(jìn)行得非常快,幾乎在一瞬間就能完成,如酸堿反應(yīng)、爆炸反應(yīng);
有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢,甚至經(jīng)年累月也察覺(jué)不出來(lái),如在常溫下氫和氧化合成水的反應(yīng)。因此,各種化學(xué)反應(yīng)的速率極不相同。
H2與O2具有生成H2O的強(qiáng)烈趨勢(shì),但室溫下氣體混合物放置1萬(wàn)年仍看不出生成H2O的跡象。不同的化學(xué)反應(yīng),有些進(jìn)行得非常快,幾乎在一瞬一、濃度隨時(shí)間變化曲線400800120016002000時(shí)間(s)0.201.000.800.600.40c(N2O5)/mol·dm-3400800120016002000時(shí)間(s)0.201.000.800.600.40c(N2O5)/mol·dm-31、隨著時(shí)間的推移,反應(yīng)物的濃度不斷減少,生成物的濃度不斷增加,且變化的趨勢(shì)不斷減弱。2、各物質(zhì)在相同的時(shí)間段內(nèi),濃度的變化是不一樣的。一、濃度隨時(shí)間變化曲線40080012反應(yīng)速率是指給定條件下反應(yīng)物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率,常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者產(chǎn)物濃度的增加來(lái)表示。
濃度常用mol/L、mmol/L時(shí)間常用s、min、h、d、y
反應(yīng)速率又分為平均速率和瞬時(shí)速率兩種表示方法。二、平均速率和瞬時(shí)速率反應(yīng)速率是指給定條件下反應(yīng)物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)二、二、平均速率和瞬時(shí)速率(一)平均速率某物質(zhì)濃度的變化值Δc與反應(yīng)前后所用時(shí)間Δt的比值稱為平均速度,表示為:V=——————
或(Δc)產(chǎn)ΔtV=——————-(Δc)反Δt由于反應(yīng)物的濃度是減少的,所以在變化值前加上負(fù)號(hào)以使速度的值為正值。二、平均速率和瞬時(shí)速率(一)平均速率某物質(zhì)濃度的變化mA+nBpC+qDtcqtcptcntcmvDCBADD=DD=DD-=DD-=1111對(duì)于任一反應(yīng)mA+nBpC+qDt(二)瞬時(shí)速率二、平均速率和瞬時(shí)速率當(dāng)Δt趨近于0時(shí)的反應(yīng)速度稱為瞬時(shí)速度,用符號(hào)“V”表示。V=lim——————=————(Δc)產(chǎn)Δt0ΔtdC產(chǎn)dtV=lim——————=-————-(Δc)反Δt0ΔtdC反dt(二)瞬時(shí)速率二、平均速率和瞬時(shí)速率當(dāng)Δt瞬時(shí)速率只能用作圖的方法得到,例如對(duì)于反應(yīng)(45℃):
2N2O5→4NO2+O2c(N2O5)/mol·dm-3
v/mol·
dm-3·s-10.905.4×10-40.452.7×10-4瞬時(shí)速率只能用作圖的方法得到,例如對(duì)于反應(yīng)(45℃)averagerateH2O2分解反應(yīng)的數(shù)據(jù)分析反應(yīng)的平均速率=-△c(H2O2)△t隨著時(shí)間的推移,雙氧水的濃度在減??!-△c(H2O2)/△tmol·L–1·s–115.0×10-410.5×10-48.0×10-46.3×10-44.8×10-44.8×10-42.8×10-4△c(H2O2)mol·L–1-0.60-0.42-0.32-0.25-0.19-0.15-0.11c(H2O2)mol·L–12.321.721.300.980.730.540.390.28△t/s400400400400400400400t/s040080012001600200024002800averagerateH2O2分解反應(yīng)的數(shù)據(jù)分析反應(yīng)的平均第二節(jié)反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介第二節(jié)反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介一、碰撞理論碰撞理論認(rèn)為,化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子之間的相互碰撞。
一般說(shuō)來(lái),在相同條件下,任何氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)的碰撞次數(shù)幾乎是相同的,倘若一經(jīng)碰撞就會(huì)發(fā)生反應(yīng),那么,一切氣體的反應(yīng)不但能在瞬間完成,而且反應(yīng)速率也應(yīng)該很接近。事實(shí)上氣態(tài)反應(yīng)有快有慢,而且速率相差很大。
在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,分子互相碰撞頻率的數(shù)量級(jí)高達(dá)1032次.L-1.s-1。一、碰撞理論碰撞理論認(rèn)為,化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物1.有效碰撞一、碰撞理論發(fā)生有效碰撞的兩個(gè)基本前提碰撞粒子的動(dòng)能必須足夠大。對(duì)有些物種而言,碰撞的幾何方位要適當(dāng)。能發(fā)生反應(yīng)的碰撞為有效碰撞。1.有效碰撞一、碰撞理論發(fā)生有效碰撞的兩個(gè)基本前提碰撞粒子對(duì)HCl和NH3
的氣相反應(yīng),顯然HCl的H端只能通過(guò)狹窄的“窗口”接近孤對(duì)電子,發(fā)生有效碰撞的機(jī)會(huì)自然小多了。對(duì)HCl和NH3的氣相反應(yīng),顯然H化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子之間的相互碰撞。有效碰撞理論主要論點(diǎn)只有少數(shù)碰撞能導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng),能導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)碰撞成為有效碰撞。要發(fā)生有效碰撞,還取決于碰撞分子之間的取向?;瘜W(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子之間的相互碰撞。有效碰撞7.6×104mol·L-1·s-11.2×10-8mol·L-1·s-1
兩者相差1012倍。Question1對(duì)反應(yīng)2HIH2+I2若每次碰撞都反應(yīng),T=500℃,則理論碰撞次數(shù)和實(shí)際碰撞次數(shù)時(shí)的反應(yīng)速率各為多少?Solution7.6×104mol·L-1·s-1Quest一、碰撞理論2.活化分子和活化能一、碰撞理論2.活化分子和活化能具有較高能量的分子稱為活化分子?;罨肿诱挤肿涌倲?shù)的百分率稱為活化分子百分?jǐn)?shù),簡(jiǎn)稱活化百分?jǐn)?shù)?;罨肿优c活化百分?jǐn)?shù)
分子的能量分布曲線具有較高能量的分子稱為活化分子。活化分子與活化百分?jǐn)?shù)分子活化能活化分子的平均動(dòng)能與反應(yīng)物分子平均動(dòng)能之差。活化分子百分?jǐn)?shù)與活化能的關(guān)系活化能活化分子的平均動(dòng)能與反應(yīng)物分子平均動(dòng)能之差?;罨肿影匐x子反應(yīng)和沉淀反應(yīng)的Ea都很小。
一般認(rèn)為Ea小于63kJ·mol-1的為快速反應(yīng);小于40kJ·mol-1和大于400kJ·mol-1的都很難測(cè)定出。一些反應(yīng)的Ea:
每一反應(yīng)的活化能數(shù)值各異,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算得到?;罨茉叫?反應(yīng)速率越快。N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),Ea=175.5kJ·mol-1HCl+NaOH→NaCl+H2O,Ea≈20kJ·mol-12SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),Ea=251kJ·mol-1活化能的特征
Characterofactivationenergy離子反應(yīng)和沉淀反應(yīng)的Ea都很小。一些反應(yīng)的Ea:每活化分子與反應(yīng)速率濃度影響:當(dāng)溫度一定,某反應(yīng)的活化能也一定時(shí),濃度增大,分子總數(shù)增加,活化分子數(shù)隨之增多,反應(yīng)速率增大。溫度影響:當(dāng)濃度一定,溫度升高,活化分子分?jǐn)?shù)增多,反應(yīng)速率增大?;罨肿优c反應(yīng)速率濃度影響:溫度影響:溫度升高活化分子增多溫度升高活化分子增多
反應(yīng)速率的大小主要取決于有效碰撞的次數(shù)?;罨苁菦Q定反應(yīng)速率的內(nèi)在因素?;罨芘c反應(yīng)速率一定溫度下,反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)中活化分子百分?jǐn)?shù)越小,單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞越少,反應(yīng)速率就越慢,反之,反應(yīng)速率就越快。反應(yīng)速率的大小主要取決于有效碰撞的次數(shù)?;罨芘c反應(yīng)速率二、過(guò)渡態(tài)理論
過(guò)渡態(tài)理論是1935年由艾林(Eyring)和波蘭尼(Polany)等人在統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)和量子力學(xué)的基礎(chǔ)上提出來(lái)的。他們認(rèn)為由反應(yīng)物分子變成生成物分子,中間一定要經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)渡態(tài),而形成這個(gè)過(guò)渡態(tài)必須吸取一定的活化能,這個(gè)過(guò)渡態(tài)就稱為活化絡(luò)合物,所以又稱為活化絡(luò)合物理論。二、過(guò)渡態(tài)理論過(guò)渡態(tài)理論是1935年由艾林(反應(yīng)物分子相互碰撞時(shí)要經(jīng)過(guò)一個(gè)中間過(guò)渡狀態(tài),然后再轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。過(guò)渡態(tài)理論主要論點(diǎn)過(guò)渡產(chǎn)物具有較高的勢(shì)能,因而極不穩(wěn)定,一經(jīng)形成就極易分解。過(guò)渡產(chǎn)物具有的最低勢(shì)能于反應(yīng)物分子的平均勢(shì)能之差稱為活化能。反應(yīng)物分子相互碰撞時(shí)要經(jīng)過(guò)一個(gè)中間過(guò)渡狀態(tài),然后再轉(zhuǎn)化為產(chǎn)過(guò)渡狀態(tài)又叫活化絡(luò)合物(有活性的復(fù)雜的)A+B-C→[A‥B‥C]*→A-B+C反應(yīng)物(始態(tài))活化絡(luò)合物(過(guò)渡態(tài))
產(chǎn)物(終態(tài))過(guò)渡狀態(tài)又叫活化絡(luò)合物(有活性的復(fù)雜的)A+B-C即使是放熱反應(yīng)(△rH為負(fù)值),外界仍必須提供最低限度的能量,這個(gè)能量就是反應(yīng)的活化能。即使是放熱反應(yīng)(△rH為負(fù)值),外界仍必須提供第三節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第三節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素一、速率方程——濃度的影響白磷在純氧氣中在空氣中的燃燒一、速率方程——濃度的影響白磷在純氧氣中一步完成的反應(yīng)稱基元反應(yīng),又稱簡(jiǎn)單反應(yīng)。復(fù)雜反應(yīng)分兩步或多步完成的反應(yīng)稱為非基元反應(yīng),也叫復(fù)雜反應(yīng)。基元反應(yīng)一步完成的反應(yīng)稱基元反應(yīng),又稱簡(jiǎn)單反應(yīng)。復(fù)雜反應(yīng)分兩反應(yīng)速率∝碰撞次數(shù)∝反應(yīng)物濃度用來(lái)表示反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間定量的關(guān)系式叫速率方程。一、速率方程——濃度的影響反應(yīng)速率∝碰撞次數(shù)∝反應(yīng)物濃度一定溫度下:某基元反應(yīng)
mA+nB→pC+dD速率方程上式稱速率方程式,式中k為反應(yīng)速率常數(shù),它取決于反應(yīng)物的性質(zhì)及溫度,與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)。一定溫度下:某基元反應(yīng)速率方程上式稱速率方
實(shí)驗(yàn)證明質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng),因?yàn)榛磻?yīng)直接代表了反應(yīng)物分子間的相互作用。實(shí)驗(yàn)還表明:絕大多數(shù)反應(yīng)都不是基元反應(yīng),是幾個(gè)連續(xù)步驟的復(fù)合反應(yīng)。質(zhì)量作用定律可適用于其中每一步基元反應(yīng),但不適用于總反應(yīng),因?yàn)榭偡磻?yīng)代表的是以的總體計(jì)量關(guān)系,并不代表反應(yīng)的真正歷程。實(shí)驗(yàn)證明質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng),5化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡二、阿倫尼烏斯方程——溫度的影響溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響很顯著。一般情況下,反應(yīng)速率隨溫度升高而加快,而且溫度每升高10℃,反應(yīng)速率約增加2~4倍。二、阿倫尼烏斯方程——溫度的影響溫度二、阿倫尼烏斯方程——溫度的影響
阿累尼烏斯(Arrhennius)1898年論證了溫度與反應(yīng)速率之間的定量關(guān)系:或
式中:
A是與反應(yīng)有關(guān)的特性常數(shù),稱為頻率因子;Ea為活化能(J/mol);對(duì)某給定的反應(yīng)Ea為定值,當(dāng)溫度變化不大時(shí),Ea和A不隨溫度變化。二、阿倫尼烏斯方程——溫度的影響阿累尼烏由上式可見(jiàn):k與溫度有關(guān)。溫度越高,k越大,反應(yīng)速率越快。
k與活化能有關(guān)。二、阿倫尼烏斯方程——溫度的影響由上式可見(jiàn):二、阿倫尼烏斯方程——溫度的影響①改變反應(yīng)溫度,改變了反應(yīng)中活化分子的百分?jǐn)?shù),但并沒(méi)有改變反應(yīng)的活化能。②無(wú)論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),升高反應(yīng)溫度,都會(huì)使反應(yīng)速率加快,只不過(guò)是吸熱反應(yīng)速率加快的程度大于放熱反應(yīng)而已。注意注意三、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響催化劑:是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不改變化學(xué)平衡位置,存在少量就能加快反應(yīng)而本身最后并無(wú)損耗的物質(zhì)?;咎攸c(diǎn):只能對(duì)熱力學(xué)上可能發(fā)生的反應(yīng)起作用;通過(guò)改變反應(yīng)途徑以縮達(dá)到平衡的時(shí)間;只有在特定的條件下催劑才能表現(xiàn)活性。催化劑不可以改變反應(yīng)方向;三、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響催化劑:是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速率,催化劑能改變反應(yīng)速率的原因是改變了化學(xué)反應(yīng)途徑,降低反應(yīng)的活化能,提高了反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)。催化劑能改變反應(yīng)速率的原因是改變了化學(xué)反應(yīng)途徑,降低三、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響酶:生物催化劑,是生物體內(nèi)自身合成的具有催化功能的一類大分子,主要是蛋白質(zhì)?;咎攸c(diǎn):具有極高的催化效率;反應(yīng)所需條件非常溫和;具有極高的專一性;穩(wěn)定性是相對(duì)的。三、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響酶:生物催化劑,是生物體內(nèi)自身合成如蛋白質(zhì)的水解,在體外需用濃的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿,并且煮沸相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間才能完成。但食物中的蛋白質(zhì)在酸堿性都不強(qiáng)、溫度僅37℃的人體消化道中,卻能迅速消化,就是消化液中胃蛋白酶等催化的結(jié)果。酶對(duì)它所催化的物質(zhì)有嚴(yán)格的選擇性,如α-淀粉酶作用于淀粉分子的主鏈,使其水解成糊精,而β-淀粉酶只水解淀粉分子的支鏈,生成麥芽糖。如蛋白質(zhì)的水解,在體外需用濃的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿,并且煮沸相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)
1.氣相或溶液中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)不考慮接觸況。
2.固體參加,其接觸面積和形狀不可忽視。紅熱狀態(tài)的塊狀鐵與水蒸氣之間的反應(yīng)進(jìn)行得非常緩慢,而同樣溫度下鐵粉的反應(yīng)則要快得多:鐵與鹽酸的反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)=
Fe3O4(s)+4H2(g)↑四、反應(yīng)物之間的接觸狀況1.氣相或溶液中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)不考慮接觸況。2.固體參加第四節(jié)化學(xué)平衡和平衡常數(shù)第四節(jié)化學(xué)平衡和平衡常數(shù)一、可逆反應(yīng)在相同條件下,能同時(shí)向正、逆兩相反方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)??赡娣磻?yīng)——一、可逆反應(yīng)在相同條件下,能同時(shí)向正、逆兩相一、可逆反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)都有一定的可逆性,但是有些反應(yīng)中,逆向反應(yīng)的傾向比較弱,從整體看,反應(yīng)是朝著一個(gè)方向進(jìn)行的,例如碘化銀的沉淀反應(yīng)。還有的反應(yīng)進(jìn)行時(shí),逆反應(yīng)發(fā)生的條件尚未具備,反應(yīng)物已耗盡,例如二氧化錳作為催化劑的氯酸鉀受熱分解放氧的反應(yīng)。
這些反應(yīng)習(xí)慣上稱為不可逆反應(yīng)。
不可逆反應(yīng)——一、可逆反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)都有一定的可逆性,但是有些反應(yīng)中,逆向反二、化學(xué)平衡濃度速率時(shí)間
ABkfkr二、化學(xué)平衡濃度速率時(shí)間ABkfkr化學(xué)平衡的特點(diǎn)★平衡是動(dòng)態(tài)的
化學(xué)平衡狀態(tài)是一定條件下可逆反應(yīng)達(dá)到的最大限度。等動(dòng)定變★到達(dá)平衡狀態(tài)的途徑是雙向的★各物質(zhì)濃度保持恒定★正逆反應(yīng)速度相等
化學(xué)平衡的特點(diǎn)★平衡是動(dòng)態(tài)的化學(xué)平衡三、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化,此時(shí),各種物質(zhì)的濃度稱為平衡濃度。
實(shí)驗(yàn)證明:在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),產(chǎn)物濃度冪的乘積與反應(yīng)物濃度冪的乘積之比是一個(gè)常數(shù)。冪指數(shù)等于反應(yīng)式中相應(yīng)物質(zhì)的計(jì)量系數(shù)。三、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),反應(yīng)物和生成1.平衡常數(shù)三、平衡常數(shù)可逆反應(yīng):aA+bB=cC+dD若在溶液中,平衡時(shí)的濃度分別為[A]
,Kc為濃度平衡常數(shù)。Kp、Kc可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定,稱之為經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)。1.平衡常數(shù)三、平衡常數(shù)可逆反應(yīng):aA+bB可逆反應(yīng):aA+bB=cC+dD若均為氣體,且在溫度為T時(shí)達(dá)到平衡:其中,[PA]等為平衡分壓,
Kp為壓力平衡常數(shù)。1.平衡常數(shù)三、平衡常數(shù)可逆反應(yīng):aA+bB=cC+dD其中,2.平衡常數(shù)的意義三、平衡常數(shù)平衡常數(shù)的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)的特性常數(shù)。只與本性和溫度有關(guān),而與濃度和途徑無(wú)關(guān)。2.平衡常數(shù)的意義三、平衡常數(shù)平衡常數(shù)的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行3.平衡常數(shù)的應(yīng)用三、平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向。3.平衡常數(shù)的應(yīng)用三、平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。平衡轉(zhuǎn)化率化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),體系中各物質(zhì)的濃度不再隨時(shí)間而改變,這時(shí)反應(yīng)物已最大限度地轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌铩@闷胶廪D(zhuǎn)化率來(lái)標(biāo)志化學(xué)反應(yīng)在某個(gè)具體條件下的完成程度。反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是指已轉(zhuǎn)化為生成物的部分占該反應(yīng)物起始總量的百分比。平衡轉(zhuǎn)化率化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),體系中各物質(zhì)的
K反映了在給定溫度下,反應(yīng)的限度。K值大,反應(yīng)容易進(jìn)行。一般認(rèn)為,(1)K10+7
自發(fā),反應(yīng)徹底(2)K10-7
非自發(fā),不能進(jìn)行(3)10+7K10-7一定程度進(jìn)行
反應(yīng)程度受濃度、壓力、等條件的影響??赏ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)條件促進(jìn)平衡的移動(dòng)。判斷反應(yīng)程度K反映了在給定溫度下,反應(yīng)的限度。K判斷反應(yīng)方向反應(yīng)商
Q<Kθ,正向進(jìn)行
Q>Kθ,逆向進(jìn)行
Q=Kθ,平衡狀態(tài)aA+bB=dD+eE判斷反應(yīng)方向反應(yīng)商Q<Kθ,正向進(jìn)行aA化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算已知平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)計(jì)算可逆反應(yīng)的“反應(yīng)商”,根據(jù)平衡常數(shù)判斷反應(yīng)體系所處的狀態(tài)或反應(yīng)進(jìn)行的方向已知平衡濃度計(jì)算反應(yīng)物初始濃度已知平衡濃度、反應(yīng)物初始濃度計(jì)算各物質(zhì)的平衡濃度及某反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算已知平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)計(jì)算可逆反應(yīng)的第五節(jié)影響化學(xué)平衡的因素第五節(jié)影響化學(xué)平衡的因素
化學(xué)平衡和其他平衡一樣,是一種有條件的、相對(duì)的、暫時(shí)的動(dòng)態(tài)平衡。
外界條件變化了,平衡就會(huì)被打破,然后在新的條件下達(dá)到新的平衡。新的平衡與舊的平衡不同,其平衡混合物中反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度與原平衡時(shí)不同。
這種由于條件改變,可逆反應(yīng)由舊的平衡向新的平衡轉(zhuǎn)化的過(guò)程稱為化學(xué)平衡移動(dòng)?;瘜W(xué)平衡和其他平衡一樣,是一種有條件的、相對(duì)的一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響增大反應(yīng)濃度或減少生成物濃度時(shí)平衡將沿正反應(yīng)方向移動(dòng);減小反應(yīng)物濃度或增加生成物濃度時(shí)平衡則沿逆反應(yīng)方向移動(dòng)。例如BiCl3水解生成不溶性的BiOCl和鹽酸的反應(yīng):BiCl3(aq)+H2O(l)BiOCl(s)+2HCl(aq)加水加鹽酸一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響增大反應(yīng)濃度或減少生二、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響
對(duì)沒(méi)有氣體參加的反應(yīng),改變壓力對(duì)平衡幾乎沒(méi)有什么影響,因?yàn)閴毫?duì)固體、液體的體積影響極小。
對(duì)于氣體反應(yīng)來(lái)說(shuō),增大壓力,氣體體積縮小,相當(dāng)于增大了氣體物質(zhì)的濃度。
二、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響對(duì)沒(méi)有氣體參加的反應(yīng),改變壓力一種是改變物質(zhì)的分壓,相當(dāng)于改變了平衡中某物質(zhì)的濃度,其對(duì)平衡的影響與濃度的影響一致;
另一種是改變系統(tǒng)的總壓力,此時(shí)體系中所有物質(zhì)的濃度都會(huì)發(fā)生改變,其對(duì)平衡的影響與反應(yīng)前后物質(zhì)的分子數(shù)是否改變有關(guān)。
改變壓力有兩種情況一種是改變物質(zhì)的分壓,相當(dāng)于改變了平衡中某物質(zhì)的濃度壓力變化對(duì)平衡的影響實(shí)質(zhì)是通過(guò)濃度的變化起作用。改變壓力對(duì)無(wú)氣相參與的系統(tǒng)影響甚微。如果平衡系統(tǒng)的總壓力增至原來(lái)的2倍,則即,導(dǎo)致反應(yīng)向生成氨的方向移動(dòng)。3H2(g)+
N2(g)2NH3(g)壓力變化對(duì)平衡的影響實(shí)質(zhì)是通過(guò)濃度的變化起作用。改變5化學(xué)反應(yīng)
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