大学普通化学-化学反应速率与化学平衡课件.ppt

1、化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡2第二章第二章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡化学反应速率化学反应速率12化学平衡化学平衡3 第一节第一节 化学反应速率化学反应速率 4化学反应速率化学反应速率123反应速率与浓度的关系反应速率与浓度的关系反应速率与温度的关系反应速率与温度的关系催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响4为了定量的比较反应的快慢，必须明确反为了定量的比较反应的快慢，必须明确反应速率的概念。应速率的概念。爆炸反应、中和反应、离子反应等往往爆炸反应、中和反应、离子反应等往往很很快快。金属腐蚀、橡胶及塑料老化、许多有金属腐蚀、橡胶及塑料老化、许多有机反应往

2、往机反应往往较慢较慢。反应的快慢需要定量表。反应的快慢需要定量表示。示。5化学反应速率是指单位时间内化学反应速率是指单位时间内,反应物浓度的减反应物浓度的减少量少量,或生成物浓度的增加量或生成物浓度的增加量.化学反应速率的定义及其表示方法化学反应速率的定义及其表示方法 ggggNOCONOCO22tcttccttCOCOCOCO1212tcttcctt212222COCOCOCO12 1.1 化学反应速率化学反应速率6hHgbaGBA tchtcgtcbtcaH1G1B1A1(niu)基于浓度的化学反应速率基于浓度的化学反应速率（平均速率平均速率）。单位是）。单位是molL-1s-1或或mol

3、L-1min-17例例1 一定条件一定条件,合成氨反应各物质浓度的变化如下合成氨反应各物质浓度的变化如下: N2+3H2=2NH3起始浓度起始浓度c/moldm-3 1.0 3.0 02秒后浓度秒后浓度c/moldm-3 0.8 2.4 0.4求该反应在求该反应在2秒内的平均化学反应速率秒内的平均化学反应速率.8133211 .02) 1()2 .0()(2sdmmolsdmmoldtaNdcdtdcavNBB13331 . 0224 . 0)(3sdmmolsdmmoldtaNHdcvNH解解9例例2. 反应反应A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的反应速在四种不同情况下的反应速

4、率分别为率分别为VA = 0.15molL-1s-1 VB = 0.6molL-1s-1 Vc = 0.4molL-1s-1 VD = 0.45molL-1s-1 该反应在四种条件下速率快慢顺序是该反应在四种条件下速率快慢顺序是 = 10实验证明，几乎所有化学反应的速率都随实验证明，几乎所有化学反应的速率都随反应时间的变化而不断变化，因此有必要反应时间的变化而不断变化，因此有必要应用瞬时速率的概念精确表示化学反应在应用瞬时速率的概念精确表示化学反应在某一指定时刻的速率。用做图的方法可以某一指定时刻的速率。用做图的方法可以求出反应的瞬时速率。求出反应的瞬时速率。 由于瞬时速率真正反映了某时刻化学

5、反应由于瞬时速率真正反映了某时刻化学反应进行的快慢，所以比平均速率更重要，有进行的快慢，所以比平均速率更重要，有着更广泛的应用。因此以后提到反应速率，着更广泛的应用。因此以后提到反应速率，一般指瞬时速率。一般指瞬时速率。 11瞬时反应速率的测定瞬时反应速率的测定测定测定c t绘制绘制c t 图图 得到斜率得到斜率c(CO)mol.dm-10.0200.0000.0400.0600.0800.10001020304050t / s瞬时速率示意图瞬时速率示意图tcvdCOd12影响反应速率的因素可分为两类：影响反应速率的因素可分为两类：q 内因：由物质的内部结构决定，例内因：由物质的内部结构决定，

6、例如酸碱中和反应快，有机反应慢。如酸碱中和反应快，有机反应慢。q 外因：浓度，温度，压力，催化剂，外因：浓度，温度，压力，催化剂，介质等。介质等。动力学研究的重点是外因动力学研究的重点是外因13 红磷在纯氧气中和在空气中的燃烧红磷在纯氧气中和在空气中的燃烧 1.2 反应速率与浓度的关系反应速率与浓度的关系141. 速率方程与速率常数速率方程与速率常数产物BAbaBAcckv 瞬时速率方程瞬时速率方程k 称为反应速率常数称为反应速率常数15BAcckv 产物 BA ba2.反应级数反应级数n16n = 1，2，3，3/2，017 由实验确定反应速率方程式的简单方法由实验确定反应速率方程式的简单方

7、法 -起始速率法起始速率法 在一定条件下，反应开始时的速率称为初始速在一定条件下，反应开始时的速率称为初始速率。率。 初始时由于反应刚刚开始，逆反应和副反应很初始时由于反应刚刚开始，逆反应和副反应很小，干扰也小，能较真实的反映出反应物浓度对小，干扰也小，能较真实的反映出反应物浓度对反应速率的影响。反应速率的影响。 实验测定时，控制反应在一定温度下进行，先实验测定时，控制反应在一定温度下进行，先只改变一种物质的浓度，其它物质的浓度不变。只改变一种物质的浓度，其它物质的浓度不变。18记录反应速率随该反应物浓度改变的比例，（记录反应速率随该反应物浓度改变的比例，（2倍倍的的2倍，速率方程中倍，速率方

8、程中A浓度项的指数就是浓度项的指数就是1，对，对A来来说就是一级反应；说就是一级反应；2倍的倍的4倍，就是二级反应）即倍，就是二级反应）即可以求出该反应物的反应级数，同理可以求出反可以求出该反应物的反应级数，同理可以求出反应总级数和反应速率常数。应总级数和反应速率常数。 举例而言：举例而言：19例例 在在600oC时，对反应时，对反应2NO+2H2N2+2H2O进行进行反应速率的实验测定，有关数据如下：反应速率的实验测定，有关数据如下：实验标号实验标号起始浓度起始浓度/(moldm-3) 起始反应速率起始反应速率/moldm-3s-1 1 3.0010-3 1.00 10-3 3.19 10-

9、3 2 3.0010-3 2.00 10-3 6.38 10-3 3 1.0010-3 3.00 10-3 0.48 10-3 4 2.0010-3 3.00 10-3 1.92 10-3C(NO)C(H2)v20（1）写出这个反应的速率方程式，指出反应）写出这个反应的速率方程式，指出反应 的总级数；的总级数；（2）计算这个反应在）计算这个反应在600oC时的反应速率常数；时的反应速率常数；（3）当）当c(NO)=3.00 10-3 moldm-3, c(H2)=4.00 10-3 moldm-3时时,计算在计算在600oC 时的反应速率时的反应速率。21解：（解：（1）从实验标号）从实验标号

10、1到到2可以看出，当可以看出，当c(NO)保持不变，保持不变，c(H2)增加一倍，增加一倍， v 也增加一倍，所以也增加一倍，所以v c(H2) 。 从实验标号从实验标号3到到4可以看出，当可以看出，当c(H2)保持不变保持不变, c(NO)增加到原来的增加到原来的2倍倍时，时，v 增大到增大到4倍倍,即即 v c(NO)2 所以所以 v c(NO)2c(H2) 写成等式：写成等式： v =kc(NO)2 c(H2)（2）将实验标号）将实验标号3的数据带入上式，得的数据带入上式，得22126533233133106 . 1)1000. 3()1000. 1 (1048. 0smoldmdmmo

11、ldmmolsdmmolk(3) v =1.6 105 dm6mol-2 s-1( 3.00 10-3 moldm-3)2 ( 4.00 10-3 moldm-3)=5.76 10-3 moldm-3 s-1 23BAcckv 反应反应速率速率常数常数q 反应速率常数与反应温度，催化剂反应速率常数与反应温度，催化剂等有关。等有关。q 反应速率常数与反应物浓度无关。反应速率常数与反应物浓度无关。q 反应速率常数的单位与反应总级数反应速率常数的单位与反应总级数有关。有关。反反应应级级数数q 反应级数需要通过实验测定。反应级数需要通过实验测定。24反应总级数反应总级数速率方程速率方程k的单位的单位

12、1 = kcA s-1 3/2 = kc3/2A (Lmol-1)1/2s-1 2 = kc2A (Lmol-1)s-1 3 = kc3A (Lmol-1)2s-1 n = kcnA 253. 反应机理和反应分子数的概念反应机理和反应分子数的概念（1） 反应机理概念反应机理概念化学反应的机理，就是在化学反应过程中从反化学反应的机理，就是在化学反应过程中从反应物变为产物所经历的具体途径，称为反应机应物变为产物所经历的具体途径，称为反应机理，或称反应历程。理，或称反应历程。 gggHCl2ClH22反应机理反应机理Cl2Cl2HHClHCl2ClHClClH22ClCl226HIIHIIHIIH2

13、2222222第一步第一步第二步第二步快快慢慢慢反应为总反应的速控步骤慢反应为总反应的速控步骤27（2） 基元反应和复杂反应基元反应和复杂反应q基元反应基元反应：q 复杂反应：复杂反应： 两个或两个以上基元反应组成两个或两个以上基元反应组成28（3） 反应分子数反应分子数基元反应基元反应中，参加反应的反应物中，参加反应的反应物微粒的个数微粒的个数，称为该基元反应的反应分子数。，称为该基元反应的反应分子数。q 单分子反应单分子反应 q 双分子反应双分子反应 q 三分子反应三分子反应 I2I2HIIH222HHClHCl229质量作用定律质量作用定律对于基元反应，其反对于基元反应，其反应速率与反应

14、物浓度（应速率与反应物浓度（）的乘积成正比。）的乘积成正比。 对基元反应对基元反应: aA + bB = yY + zZ式中式中 k反应速率常数反应速率常数.bBaAckcv301. 质量作用定律只适用于基元反应。质量作用定律只适用于基元反应。绝大多数反绝大多数反应都是复杂反应，由多个基元反应组成，反应方应都是复杂反应，由多个基元反应组成，反应方程式没有表现出反应的机理，因此反应物系数不程式没有表现出反应的机理，因此反应物系数不等于反应级数；而基元反应一步直接完成，反应等于反应级数；而基元反应一步直接完成，反应方程式表现出了真实的反应机理，反应物系数可方程式表现出了真实的反应机理，反应物系数可

15、以直接用作反应级数。以直接用作反应级数。2. 即使某反应由实验测得的反应级数与反应方程即使某反应由实验测得的反应级数与反应方程式中反应物系数相等，该反应也不一定就是基元式中反应物系数相等，该反应也不一定就是基元反应。反应。31基元反应和复杂反应的比较基元反应和复杂反应的比较产物BAba复杂反应复杂反应 BAcckv 产物BAba基元反应基元反应 bBaAcckv 反应分反应分子数子数级数级数n反应的总级数反应的总级数级数级数反应总级数等于反应分子数反应总级数等于反应分子数 3233 1.3 反应速率与温度的关系反应速率与温度的关系 隔夜饭隔夜饭3470%10%5%60%60%25%保鲜保鲜生蛆

16、生蛆腐败腐败馊了馊了 温度越高，反应速率越快温度越高，反应速率越快351889年，瑞典化学家阿伦尼乌斯根据实验结果，年，瑞典化学家阿伦尼乌斯根据实验结果，提出了温度与反应速率常数之间的经验公式：提出了温度与反应速率常数之间的经验公式： 或或:lnk = - +lnA lgk= - +lgA 称阿仑尼乌斯公式。称阿仑尼乌斯公式。 式中：式中：Ea：反应的活化能，单位反应的活化能，单位Jmol-1。 A： 指数前因子。指数前因子。 对同一反应来说，对同一反应来说， Ea和和A都可看作常数。都可看作常数。RTEa303.2RTEa36 1. 对同一反应，温度越高，反应速率常数越大，反应对同一反应，温

17、度越高，反应速率常数越大，反应速率也就越快。速率也就越快。 2. 对同一温度下的不同反应，活化能越大的反应，反对同一温度下的不同反应，活化能越大的反应，反应速率常数越小，反应速率也就越慢；活化能越小应速率常数越小，反应速率也就越慢；活化能越小的反应，反应速率常数越大，反应速率也就越快。的反应，反应速率常数越大，反应速率也就越快。 3. 对不同反应，升高相同温度，对不同反应，升高相同温度， Ea大的反应大的反应k增大的增大的倍数多。因此升高温度对活化能大的反应有更明显倍数多。因此升高温度对活化能大的反应有更明显的加速作用。的加速作用。37 当T=T1时： lgk1= lgA - T=T2时： l

18、gk2= lgA - 式-式：1303.2RTEa2303.2RTEa)11(303.2lg2112TTREkka3839 产生有效碰撞的条件是：产生有效碰撞的条件是：(1)(1)反应物分子必须具有足够高的能量，反应物分子必须具有足够高的能量，即反应物分子必须是活化分子；即反应物分子必须是活化分子；(2)(2)反应物分子间的碰撞部位必须合适，反应物分子间的碰撞部位必须合适，即恰好碰撞在能发生作用的部位上。即恰好碰撞在能发生作用的部位上。4041过渡状态理论过渡状态理论能能 量量NO2 + COAOCON NO + CO2BE 1HE 2反应过程反应过程反应物平反应物平均能量均能量生成物平生成物

19、平均能量均能量活化络合物最活化络合物最低能量低能量正反应活正反应活化能化能 Ea,正正逆反应活逆反应活化能化能 Ea,逆逆反应热反应热HEa,正正Ea,逆逆42活化分子理论解释活化能，浓度，温度对反应速率的影响活化分子理论解释活化能，浓度，温度对反应速率的影响 q反应速率与浓度反应速率与浓度: 温度一定，活化能一定，活化分温度一定，活化能一定，活化分子百分数一定。增大浓度，即增大了反应物分子总子百分数一定。增大浓度，即增大了反应物分子总数，从而增大活化分子总数，因此反应速率增加。数，从而增大活化分子总数，因此反应速率增加。q反应速率与温度：浓度一定，反应物反应速率与温度：浓度一定，反应物分子总

20、数不变分子总数不变。温度越高，反应物分子运动越激烈，获得能量越。温度越高，反应物分子运动越激烈，获得能量越多，越容易成为活化分子，也就是活化分子百分数多，越容易成为活化分子，也就是活化分子百分数增加，因此活化分子总数增加，反应速率增加。增加，因此活化分子总数增加，反应速率增加。 q反应速率与活化能：反应速率与活化能：在一定的温度下，浓度一定，在一定的温度下，浓度一定，反应物分子总数不变。活化能大的反应，普通反应反应物分子总数不变。活化能大的反应，普通反应物分子难以变成活化分子，因此活化分子的百分数物分子难以变成活化分子，因此活化分子的百分数小，活化分子的总数就少，反应速率慢；小，活化分子的总数

21、就少，反应速率慢；反之反之43 1.4 催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响 1. 催化剂催化剂 :存在少量就能显著改变反应速率存在少量就能显著改变反应速率，而本身组成，质量和化学性质在反应前后保持而本身组成，质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。不变的物质。（实际上现在细分为：催化剂、阻化实际上现在细分为：催化剂、阻化剂）剂） 催化剂对反应速率的影响是通过改变反应催化剂对反应速率的影响是通过改变反应机理，降低反应的活化能实现的。机理，降低反应的活化能实现的。442. 催化反应的一般机理催化反应的一般机理能能 量量反应过程反应过程催化反应催化反应非催化反应非催化反应ABA+BAB +

22、 ( C )A+CEaE1E2A+B ABA+CACAC+BAB+CAC+B453. 催化剂的特性催化剂的特性 催化剂不能改变反应的方向（催化剂不能改变反应的方向（rG）能能 量量反应过程反应过程ABAB + ( C )A+B+CE1E2反应物反应物生成物生成物46结论：结论： 因为催化剂不能改变因为催化剂不能改变 ，所以加催，所以加催化剂不能改变反应的方向。化剂不能改变反应的方向。Gr4748李白斗酒诗百篇，李白斗酒诗百篇， 长安市上酒家眠，长安市上酒家眠， 天子呼来不上船，天子呼来不上船， 自称臣是酒中仙。自称臣是酒中仙。 慢性酒性中毒慢性酒性中毒49酒中的乙醇在人体内酶的催化下氧化形成乙

23、酒中的乙醇在人体内酶的催化下氧化形成乙醛，乙醛又可以进一步氧化为乙酸，乙酸能醛，乙醛又可以进一步氧化为乙酸，乙酸能增强细胞的活力，所以少量饮酒对人体有益。增强细胞的活力，所以少量饮酒对人体有益。但过量饮酒时乙醇使人体中酶的催化作用降但过量饮酒时乙醇使人体中酶的催化作用降低甚至失效，过多的乙醇和乙醛会刺激神经低甚至失效，过多的乙醇和乙醛会刺激神经系统，使脑细胞的类脂物质发生化学变化，系统，使脑细胞的类脂物质发生化学变化，导致脑细胞膜硬化，人的思维要靠喝酒才能导致脑细胞膜硬化，人的思维要靠喝酒才能暂时恢复正常。因此，酗酒对身体是十分有暂时恢复正常。因此，酗酒对身体是十分有害的，青少年更是不宜饮酒。

24、害的，青少年更是不宜饮酒。 50浓度浓度: 影响反应物分子总数。影响反应物分子总数。 温度温度: 影响活化分子百分数。影响活化分子百分数。 催化剂催化剂: 降低反应的活化能，影响活化降低反应的活化能，影响活化分子百分数分子百分数微观微观总结，影响化学反应速率的主要因素总结，影响化学反应速率的主要因素：51BAcckv q 不同的反应（活化能不同）有不同的不同的反应（活化能不同）有不同的反应速率常数。反应速率常数与活化能反应速率常数。反应速率常数与活化能成反比。成反比。q 反应速率常数与反应温度成正比关系。反应速率常数与反应温度成正比关系。k=A e - Ea/RTq 反应速率与反应物浓度成正比

25、。反应速率与反应物浓度成正比。宏观宏观q 反应速率常数受催化剂影响。反应速率常数受催化剂影响。52 第二节第二节 化学平衡化学平衡 化学平衡化学平衡12化学平衡的移动化学平衡的移动53 有些化学反应几乎能进行到底，反应物基本上有些化学反应几乎能进行到底，反应物基本上能全部转变为产物。这些几乎进行到底的反应称能全部转变为产物。这些几乎进行到底的反应称为为不可逆反应不可逆反应。 实际上，大多数反应不能进行到底，只有一部实际上，大多数反应不能进行到底，只有一部分反应物转变为产物。这种在同一条件下能同时分反应物转变为产物。这种在同一条件下能同时向两个相反方向进行的化学反应称为向两个相反方向进行的化学反

26、应称为可逆反应可逆反应。为了表示反应的可逆性，在化学方程式中用为了表示反应的可逆性，在化学方程式中用“ ”“ ”代替代替“ ”“ ”或或“ ”“ ”。 在可逆反应中，把从左向右进行的反应称为在可逆反应中，把从左向右进行的反应称为正正向反应向反应，从右向左进行的反应称为，从右向左进行的反应称为逆向反应逆向反应。 54开始时开始时c(CO) 、c(H2O)较大，较大，c(CO2) =c(H2)=0随着反应的进行，随着反应的进行， c(CO) 、c(H2O)逐渐减小，逐渐减小，正反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐减小， c(CO2) 、c(H2)逐渐增大，逐渐增大，逆反应速率逐渐增大逆反应速率逐渐增大

27、 进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速 率和逆反应速率相等，则各物质的浓度将率和逆反应速率相等，则各物质的浓度将_ 在容积为在容积为1L的密闭容器里，加的密闭容器里，加0.01mol CO和和0.01molH2O，COH2O CO2H255正反应正反应速率速率逆反应逆反应速率速率相等相等时间时间速速率率这时，反应仍在进行，但是四种物质的浓度这时，反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念天要重点研究的重要概念56化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆化学平衡状态，就是

28、指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。强强调调三三点点前提：可逆反应前提：可逆反应实质：正反应速率实质：正反应速率=逆反应速率逆反应速率标志：反应混合物中各组分的标志：反应混合物中各组分的 浓度保持不变浓度保持不变 2.1 化学平衡化学平衡57 任一可逆反应：任一可逆反应： aA + bB = yY + zZ在一定条件下达到平衡时在一定条件下达到平衡时 = Kp = Kc bBaAzZyYPPPPbazyBcAcZcYc)()()()(平衡常数平衡常数58写出下

29、列反应的平衡常数Kc与Kp的表达式，并写出二者的关系式。(1) 2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)(2) NH3(g) = 1/2N2(g) + 3/2H2(g)(3) C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)(4) BaCO3(s) = BaO(s) + CO2(g) 解：（1）Kp= Kc(RT)-1 （2）Kp= Kc(RT)1 （3）Kp= Kc(RT)1 （4）Kp= Kc(RT)159 合成氨反应合成氨反应 3H2(g)+N2(g)=3H2(g)+N2(g)=2NH2NH3 3(g) (g) 在在500500时平衡时平衡浓度分别为：浓度分别为：c(H

30、c(H2 2)=1.15 mol/L)=1.15 mol/L，c(Nc(N2 2)=0.75 mol/L)=0.75 mol/L，c(NHc(NH3 3)=0.261 mol/L)=0.261 mol/L，求此温度下的，求此温度下的K Kc c和和K Kp p。解解：根据根据 K Kp p = K= Kc c (RT )(RT )n nK Kp p = K= Kc c(RT )(RT )-2-2 =5.98 =5.98* *1010-2-2(8.314(8.314* *773)773)-2-2 = 1.45= 1.451010-9-9 kPa kPa -2-260 多重平衡规则多重平衡规则例例

31、: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K K = K1 K2 61例例2: C (s) + CO2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K1 / K262多重平衡规则多重平衡规则：总反应方程式由总反应方程式由若干反应方程式相加若干反应方程式相加(减减)得到得到，则总反应的平衡常数等于分步平，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积衡常数之乘积(商商)。63例例 在

32、在 1000 时，下列可逆反应：时，下列可逆反应：FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)的平衡常数的平衡常数 Kp = 0.5，如果在，如果在 CO 的分压力为的分压力为6000 kPa 的密闭容器加入足量的的密闭容器加入足量的 FeO，计算，计算 CO 和和CO2 的平衡分压力。的平衡分压力。解：解： FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g) p0/kPa 6000 0 p/kPa - x + x peq/kPa 6000- -x x一、计算平衡组成一、计算平衡组成平衡常数的应用平衡常数的应用64 反应的压力平衡常数表达式为：反应的压力平衡常数表达式为：

33、 Kp = P(CO2) / P(CO)将平衡分压力和压力平衡常数数值代入得：将平衡分压力和压力平衡常数数值代入得： CO 和和 CO2 的平衡分压力分别为：的平衡分压力分别为： kPa/100 kPa0.5(6000)kPa/100 kPa2000 xxxeqeq2(CO)(6000)kPa(60002000)kPa 4000 kPa(CO )kPa2000 kPapxpx65例例. 在在713.15K，测得，测得的的 ，设，设H2和和I2在开始时物质的在开始时物质的量均为量均为1.0mol，求反应达到平衡时，这三，求反应达到平衡时，这三种物质的物质的量和种物质的物质的量和I2的转化率是多少

34、？的转化率是多少？ gggHI2IH220 .49cK66解：解： gggHI2IH22设容器的体积为设容器的体积为V dm3 起始时物质的量起始时物质的量/mol变化的量变化的量/mol平衡时物质的量平衡时物质的量/mol平衡时的浓度平衡时的浓度/mol.dm-31.0 1.0 0.0-x -x +2x1.0-x 1.0-x 2x(1.0-x)/V (1.0-x )/V 2x/V 22222/0 . 1/2IHHIVxVxcccKeqeqeqc778. 0 x%8 .77%1000 . 1778. 067例例 反应反应 CO ( g ) + H2O ( g )= H2 ( g ) + CO2

35、 ( g ) 某温度时，某温度时，Kc= 9。CO 和和 H2O 的起始浓度皆为的起始浓度皆为 0.02 molL1 时，求时，求 CO 的平衡转化率。的平衡转化率。 解解: CO ( g ) + H2O ( g ) = H2 ( g ) + CO2 ( g )t0 0.02 0.02 0 0t平平 0.02x 0.02x x x 二、判断反应进行的程度二、判断反应进行的程度68 若改变温度，使若改变温度，使 Kc = 1， 求转化率求转化率 。 求得转化率为求得转化率为 50 % )(015.0, 302.03dmmolxxx 已转化掉的已转化掉的 CO 为为 0.015 mol dm3 ，

36、%75%10002. 0015. 0%100COCO0t转化 转化率转化率9)02. 0(22222xxOHCOCOHKc6970 Kp = Kc = 上两式叫作：上两式叫作： 标准平衡常数表达式。标准平衡常数表达式。bBaAzZyYPPPPPPPP)/()/()/()/( bazycBccAccZccYc/ )(/ )(/ )(/ )( 任一可逆反应：任一可逆反应： aA + bB = yY + zZ在一定条件下达到平衡时在一定条件下达到平衡时标准平衡常数标准平衡常数71 计算计算K 时要注意如下几点时要注意如下几点72例在例在523K523K时，将时，将0.110mol0.110mol的的

37、PClPCl5 5引入引入1L1L容器中，建立容器中，建立下列平衡：下列平衡：PClPCl5 5(g)(g)= =PClPCl3 3(g)+Cl(g)+Cl2 2(g) (g) 平衡时平衡时PClPCl3 3的浓度的浓度是是0.050 mol0.050 molL L1 1。问：。问：523K523K时的时的K KC C 和和K KP P分别是多少？分别是多少？解解: : K KC C=PCl=PCl3 3ClCl2 2/PCl5=0.05/PCl5=0.05* *0.05/0.060.05/0.06 =0.042 mol/L =0.042 mol/LPK)/()/)(/(523PPPPPPPC

38、lClPClPKpPRTKcn)(5131000. 1)52310314. 8 (042. 0= = = = = = = = =1.8=1.873 edhgrrpEppDppHppGpRTGG/lnQ范特霍夫等温方程式范特霍夫等温方程式HGhgeEdD分压商（浓度商）分压商（浓度商）74 强调：强调： Q的表达式与标准平衡常数的表达式与标准平衡常数K的表达的表达式完全相同式完全相同, 但是但是Q是反应在任意状是反应在任意状态下的数值态下的数值, 浓度或分压改变它就会浓度或分压改变它就会变化；而变化；而K是反应达平衡状态时的数是反应达平衡状态时的数值，温度恒定时，它不会变化。值，温度恒定时，它不

39、会变化。 75反应达到平衡时反应达到平衡时0 Gr eeqdeqheqgeqrpEppDppHppGpRTG/ln0pK edhgrrpEppDppHppGpRTGG/ln76ln KRTGrQRTKRTGrlnlnln0KRTGr rG= rG + RTlnQ77HGhgeEdDKQRTGrln反应逆向进行系统处于平衡状态反应正向进行000GKQGKQGKQrrr78例：在例：在1000K时，反应（设均为理想气体）时，反应（设均为理想气体）的的Kp（1000K）1.43。设反应系统中各物。设反应系统中各物质的起始相对压力分别是：质的起始相对压力分别是：（1） 试通过比较试通过比较Q与与Kp判

40、断判断反应的方向。反应的方向。（2） 已知在已知在1200K时时Kp （1200K）0.73，其它条件不变，判别反应的方向。，其它条件不变，判别反应的方向。 gggg222HCOOHCO0 . 3/H, 0 . 3/CO, 0 . 2/OH, 0 . 5/CO222pppppppp79解解（1）分压商分压商9 . 00 . 20 . 50 . 30 . 3Q反应正方向进行反应正方向进行（2） 在在1200K时时73. 0K12009 . 0KQ0 Gr反应逆向进行反应逆向进行43. 1K10009 . 0KQ0 Gr80例例 判断判断25oC合成氨反应在标准状态下反应进行合成氨反应在标准状态下

41、反应进行 的方向？的方向？ 解：查表解：查表 N2(g )+3H2(g) = 2NH3 (g) 0 0 -16.64 rG (298K)=2(-16.64)kJmol-1 = -33.28kJmol-10 所以，该反应在所以，该反应在25oC标准状态下正向进行。标准状态下正向进行。1)298(molkJKGf812.2 化学平衡的移动化学平衡的移动 KQ平衡状态平衡状态A平衡状态平衡状态B改变条件改变条件平衡移动的标志：平衡移动的标志：各物质的平衡浓度（压力）发生变化各物质的平衡浓度（压力）发生变化温度温度浓度浓度压力压力822.2.1 浓度对化学平衡移动的影响浓度对化学平衡移动的影响在温度在

42、温度T时时 cKQ B/B/E/D/H/GBCCCCCCCCCCQedhg ghgggegdHGED83提高反应物浓度，降低产物浓度提高反应物浓度，降低产物浓度QQcKQ减少反应物浓度，增加产物浓度减少反应物浓度，增加产物浓度cKQ0 Gr0 Gr842.2.2 压力对化学平衡移动的影响压力对化学平衡移动的影响 ghgggegdHGED eeqdeqheqgeqppEppDppHppGpKQ/ 2/2/2/2/2pneeqdeqheqgeqKpEppDppHppGpQ总压力增加总压力增加2倍倍 edhgn850, 0GKQnrp0, 0GKQnrp0, 0GKQnrp 2/2/2/2/2pne

43、eqdeqheqgeqKpEppDppHppGpQ862.2.3 温度对化学平衡移动的影响温度对化学平衡移动的影响ln212r121KHT -T()KRT T2lnRTHTKrp范特霍夫等压方程范特霍夫等压方程定积分定积分87吸热反应吸热反应 2lnRTHTKrp0ln0prTKH温度温度 TK放热反应放热反应 0ln0prTKH温度温度 TK88因为催化剂不能改变因为催化剂不能改变 ，所以催化剂，所以催化剂不会不会影响化学平衡影响化学平衡 。Gr催化剂改变了正、逆反应的速率；缩短了建立催化剂改变了正、逆反应的速率；缩短了建立平衡所需的时间，但不能改变化学平衡。平衡所需的时间，但不能改变化学平

44、衡。2.2.4 催化剂与化学平衡催化剂与化学平衡892.2.5 平衡移动原理平衡移动原理吕吕.查德里原理查德里原理 90思考题：思考题：将将Cl2，H2O，HCl，O2四种气体混合，反应达平四种气体混合，反应达平衡时，下列左边的操作条件对右边的平衡数值有衡时，下列左边的操作条件对右边的平衡数值有何影响？（操作条件中未加注明的，是指温度不何影响？（操作条件中未加注明的，是指温度不变、体积不变）变、体积不变） 0OHCl4OH2Cl2222Hgggg 增大容器体积增大容器体积 n (H2O,g) ； 加加O2 n (H2O,g) ； 加加O2 n (O2,g) ； 加加O2 n (HCl,g) ；

45、91 减小容器体积减小容器体积 n (Cl2,g) ； 减小容器体积减小容器体积 p (Cl2,g) ； 减小容器体积减小容器体积 K ； 提高温度提高温度 K； 提高温度提高温度 p (HCl,g) ； 保持容器体积不变，保持容器体积不变， 加入惰性气体加入惰性气体 p (Cl2,g) ；不变不变 不变不变 0OHCl4OH2Cl2222Hgggg92例例. 一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应：在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应： W（s）+ I2（g） WI2（g） 为模拟上述反应，在实验室中准确称

46、取为模拟上述反应，在实验室中准确称取0.508g碘、碘、0.736g金属钨放置于金属钨放置于50.0 mL密闭容器中，并加热使密闭容器中，并加热使其反应。下图是混合气体中的其反应。下图是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随蒸气的物质的量随时间变化关系的图像，其中曲线时间变化关系的图像，其中曲线（0t2时间段）时间段）的反应温度为的反应温度为450，曲线，曲线（从（从t2时刻开始）的反时刻开始）的反应温度为应温度为530。请回答下列问题：。请回答下列问题：（1）该反应是）该反应是 （填写（填写“放热放热”、“吸热吸热”）反应。）反应。（2）反应从开始到）反应从开始到t1(t1= 3 min)时间内的平均时间内的平均速率速率v（I2）= （3）在）在450时，该反应的平衡常数时，该反应的平衡常数K= 。93