化学反应速率和化学平衡.pptx

上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录1研究的目的研究的目的：控制反应速率，使其按我们控制反应速率，使其按我们希望的速率进行。希望的速率进行。反应速率反应速率快快 ，如爆炸反应，中和反应。，如爆炸反应，中和反应。慢慢，金属的锈蚀，食品的腐烂，金属的锈蚀，食品的腐烂，塑料的老化等。塑料的老化等。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录23.1 化学反应速率的表示方法和反应机理化学反应速率的表示方法和反应机理 c 产产物物 反应物反应物 t1.平均速率平均速率时间时间：秒：秒(s)、分、分(min)、时、时(h)。浓度浓度：mol.L-13.1.1 反应速率的表示方法反应速率的表示方法 反应物反应物 产物产物上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录3【例例】N2 +3H2 =2NH3初始初始 t1 1.0 3.0 0.0 molL-12秒后秒后 t 2 0.8 2.4 0.4 molL-1 上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录4 一般的化学反应：一般的化学反应：a A +dD =gG +h H 2.瞬时速率瞬时速率 时间间隔时间间隔t 趋于无限小趋于无限小(t 0)时的时的平均速率的极限。平均速率的极限。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录5 1 dcA 1 dcD =-.=-.a dt d dt 1 dcG 1 dcH =.=.g dt h dtct反应物反应物 为导数，它为导数，它的几何意义是的几何意义是c-t曲线曲线上某上某点的斜率。点的斜率。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录63.1.2 反应机理反应机理 基元反应基元反应：反应物分子一步作用直接：反应物分子一步作用直接转化成产物的反应。转化成产物的反应。简单反应简单反应：由一个基元反应构成的化：由一个基元反应构成的化学反应称为简单反应。学反应称为简单反应。例例：N2O4=2NO2 是简单反应，是简单反应，也是基元反应。也是基元反应。复杂反应复杂反应：由两个或两个以上的基元：由两个或两个以上的基元反应构成的反应称为复杂反应。反应构成的反应称为复杂反应。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录7例例：复杂反应：复杂反应 H2 +I2 =2HI I2 =2 I (快快)H2 +2 I =2HI (慢慢)(定速步骤定速步骤)绝大多数化学反应都是复杂反应，绝大多数化学反应都是复杂反应，因因此，一般的反应方程式，除非特别说明是此，一般的反应方程式，除非特别说明是基元反应，否则不能当作基元反应。基元反应，否则不能当作基元反应。反应机理反应机理：化学反应所经历的途径称：化学反应所经历的途径称为反应机理或反应历程。为反应机理或反应历程。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录83.2 反应速率理论简介反应速率理论简介两个理论两个理论过渡状态理论过渡状态理论碰撞理论碰撞理论3.2.1 碰撞理论（基本要点）碰撞理论（基本要点）2.能量高于某个定值的分子称为能量高于某个定值的分子称为活化活化分子分子，活化分子间碰撞才可能发生反应。，活化分子间碰撞才可能发生反应。3.活化分子间方向合适的碰撞才能发生活化分子间方向合适的碰撞才能发生反应，能发生反应的碰撞称为反应，能发生反应的碰撞称为有效碰撞有效碰撞。1.分子必须经过分子必须经过碰撞碰撞才可能发生反应。才可能发生反应。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录9NO(g)+O3=NO2(g)+O2(g)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录10E1：活化分子的最低能量。：活化分子的最低能量。N：气体分子总数：气体分子总数E平平 E1 EEa气体分子的能量分布气体分子的能量分布E1：活化分子的最低能量活化分子的最低能量Ea：反应的活化能：反应的活化能N：某能量区间的分子数：某能量区间的分子数阴影面积阴影面积:活化分子活化分子百百分分 数数(f)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录11活化能：活化能：活化分子具有的最低能量与活化分子具有的最低能量与分子的平均能量之差，分子的平均能量之差，称为该反应的活化称为该反应的活化能能,符号符号Ea。单位：单位：kJmol-1 相同条件下，相同条件下，Ea越大，活化分子百分数越大，活化分子百分数（f）越小，反应越慢。反之，越小，反应越慢。反之，Ea越小，越小，f 越大，反应越快。越大，反应越快。Ea的大小与反应本性的大小与反应本性(物质的分子结构、物质的分子结构、化学键化学键)有关。有关。碰撞理论中，碰撞理论中，Ea只能由实验只能由实验来确定。来确定。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录123.2.2 过渡态理论简介过渡态理论简介A+B-C ABC A-B+C 活化配合物活化配合物快快慢慢活化能：活化能：活化活化络合物与反应物的络合物与反应物的势能之差称为反应势能之差称为反应的活化能。的活化能。H =E正正-E逆逆 A B C E E正正A+BCH E逆逆AB+CH 0，吸热反应，吸热反应上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录14EnergyReaction coordinateReactantsProducts上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录15上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录163.3 浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响影响反应速率的因素：影响反应速率的因素：3.3.1.质量作用定律与速率方程质量作用定律与速率方程 质量作用定律质量作用定律：基元反应基元反应的反应速率与反应的反应速率与反应物浓度的幂的乘积成正比物浓度的幂的乘积成正比.外因外因:反应条件（浓度、温度、催化剂）反应条件（浓度、温度、催化剂）内因内因:反应本性反应本性Ea（物质分子结构、化学键等）物质分子结构、化学键等）上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录17例：例：基元反应基元反应 NO2+CO=NO+CO2 任一任一基元反应基元反应：a A+d D=g G+h H 速率常数速率常数速率方程速率方程上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录18k 的的物理意义：物理意义：在一定的条件下在一定的条件下(温度、催化温度、催化剂剂)，反应物浓度均为，反应物浓度均为1mol.L-1时的反应速率。时的反应速率。1.反应不同，反应不同，k值不同。值不同。2.同一反应，温度不同同一反应，温度不同k值不同。值不同。3.同一反应，温度一定时，有无催化剂同一反应，温度一定时，有无催化剂k也是不同的。也是不同的。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录19注意注意:1.质量作用定律只适用于基元反应，复杂质量作用定律只适用于基元反应，复杂反应的速率方程由实验确定。反应的速率方程由实验确定。2.已知反应机理的复杂反应，速率方程根已知反应机理的复杂反应，速率方程根据最慢的基元反应来写。据最慢的基元反应来写。3.均匀体系中，纯固体、纯液体的浓度视均匀体系中，纯固体、纯液体的浓度视 为常数，不写入速率方程。为常数，不写入速率方程。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录20例：例：2N2O5 =4 NO2 +O2 N2O5 =N2O3 +O2 （慢慢）N2O3 =NO2 +NO （快）（快）2NO+O2 =2NO2 （快）（快）例例：C(s)+O2(g)=CO2(g)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录213.3.2 反应级数反应级数 一般的化学反应一般的化学反应:aA+bB gG+hH 若若=1，对于，对于A为一级反应；为一级反应；若若=2，对于对于B为二级反应，为二级反应，+=3，总反应级数，总反应级数为为3。基元反应的基元反应的a，b，复杂反应，复杂反应可通过实验确定其值。可通过实验确定其值。定义定义：在速率方程中，各反应物浓度的指：在速率方程中，各反应物浓度的指数之和称为反应的反应级数。数之和称为反应的反应级数。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录22【例例】已知反应已知反应 aA +bB =C 在某温在某温度下实验测得的数据如下表，求该反应的度下实验测得的数据如下表，求该反应的速率方程和速率常数速率方程和速率常数k。起始浓度起始浓度(molL-1)编号编号 cAcB初速初速(molL-1s-1)vC12 3 46.00 10-36.00 10-31.00 10-32.00 10-31.00 10-32.00 10-36.00 10-36.00 10-33.10 10-36.36 10-30.48 10-31.92 10-3上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录23解解:：=k cAx cB y 推推出出 y=1上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录24x=2同理：同理：计算计算 k 值值将（将（1）的数据代入）的数据代入 =k cA2 cB=k(6.00 10-3)2(1.00 10-3)=3.1010-3 k=8.61104 (L2 mol-2 s-1)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录25例：基元反应例：基元反应 NO2+CO=NO+CO2对于对于NO2，反应级数为，反应级数为 1，对于对于CO，反应级数是，反应级数是 1，该反应的反应级数：该反应的反应级数：1+1 =2 例：复杂反应例：复杂反应 2NO+2 H2=N2+2 H2O 反应级数为反应级数为3上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录26注意：注意：1.反应级数越大，则反应物浓度对反反应级数越大，则反应物浓度对反应速率的影响越大。应速率的影响越大。2.反应级数可以是整数，也可是分数反应级数可以是整数，也可是分数或零或零零级反应中反应物浓度对反应速率零级反应中反应物浓度对反应速率无影响，如多相催化反应。无影响，如多相催化反应。3.常见的反应级数有：零级反应、一常见的反应级数有：零级反应、一级反应、二级反应、三级反应。级反应、二级反应、三级反应。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录27 3.4 温度对反应速度的影响温度对反应速度的影响vT 呈指数关系呈指数关系v 爆炸反应爆炸反应 T上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录28v2NO+1/2O2=NO2Tv 酶催化反应酶催化反应 T 绝大多数化学反应速率与温度呈指数绝大多数化学反应速率与温度呈指数关系，下面只讨论这类反应。关系，下面只讨论这类反应。温度对反应速率的影响主要表现在温度对反应速率的影响主要表现在T对对k值的影响。值的影响。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录293.4.1 范托夫范托夫(van(vant Hoff)t Hoff)规规则则 若温度升高若温度升高10度，度，k 值增大值增大2倍倍(或或3倍倍)，则当温度升高则当温度升高100度时：度时：上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录303.4.2 阿仑尼乌斯阿仑尼乌斯(Arrhenius)(Arrhenius)经验公式经验公式 A：反应的特征常数，称为指前因子：反应的特征常数，称为指前因子e：自然对数的底数，：自然对数的底数，2.718R：气体常数，为气体常数，为 8.314 Jmol-1K-1T：热力学温度热力学温度(K)Ea：活化能：活化能(kJ mol-1)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录31 温度升温度升高，活化分高，活化分子的百分数子的百分数(f)增大是反增大是反应速率加快应速率加快的主要原因。的主要原因。活化分子百分数活化分子百分数上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录32上式两边对对数：上式两边对对数：lnk 斜率斜率=截矩截矩 =ln A上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录33已知已知T1k1，T2k2，则有：，则有：上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录34 (1)不同的反应，不同的反应，Ea 越大，越大，T 对对 k 影响影响越大。例：两反应的温度都从越大。例：两反应的温度都从300K 升为升为400K，Ea大的，大的，k 增加得更多。增加得更多。(2)同一反应，低温时温度对反应速率同一反应，低温时温度对反应速率的影响较高温时大。例：从的影响较高温时大。例：从300K升为升为400K与从与从1000K升为升为1100K，前者，前者k增大得多增大得多.分析此式可知：分析此式可知：上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录35【例例】已知某反应的已知某反应的Ea=70kJmol-1,300K时的时的k=0.1 s-1。试计算。试计算(1)400K时反应速时反应速率为原来的多少倍？率为原来的多少倍？(2)温度由温度由1000K升到升到1100K时，反应速率为时，反应速率为1000K时的多少倍时的多少倍？解：解：(1)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录36(2)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录37【例例】反应反应 S2O82-+2I-=2SO42-+I2，已，已273K时的速率常数为时的速率常数为8.210-4，293K时速时速率常数率常数4.110-3，计算该反应的活化能。，计算该反应的活化能。Ea =53.5(kJmol-1)解：解：上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录383.5.1 催化剂和催化作用催化剂和催化作用 催化剂：催化剂：加入少量就能加快反应而本加入少量就能加快反应而本身的化学性质和质量不变的物质。身的化学性质和质量不变的物质。3.5.2 催化作用的特点催化作用的特点 1.1.高效性，可以大大地加快反应速率。高效性，可以大大地加快反应速率。3.同等程度地加快正、逆反应的速率。同等程度地加快正、逆反应的速率。4.不能改变反应的可能性和平衡常数不能改变反应的可能性和平衡常数.2.选择性，反应不同，催化剂不同。选择性，反应不同，催化剂不同。3.5 催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录39若活化能降低若活化能降低80kJ，反应速率可，反应速率可增大增大107倍倍.催化原理：催化原理：1.改变反应途径，降低活化能改变反应途径，降低活化能,使活化分子百分数增加使活化分子百分数增加。2.催化剂参加反应，生成不稳定的催化剂参加反应，生成不稳定的 中间产物，中间产物中间产物，中间产物再反应生成产物和原来的催化剂。再反应生成产物和原来的催化剂。A+B=AB加催化剂加催化剂 K后：后：A+K=AKAK+B=AB+KEaE2E1A+BAK+BAB+KE反应过程反应过程上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录40活化能降低使活化分子数增加活化能降低使活化分子数增加上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录41【例例】已知乙醛的催化分解与非催化分解已知乙醛的催化分解与非催化分解反应分别为反应分别为:CH3CHO=CH4+CO Ea催催=36 kJmol-1 CH3CHO=CH4+CO Ea=190 kJmol-1若反应若反应与与的指前因子的指前因子A近似相等，试近似相等，试求在求在300K时，反应时，反应 的反应速度是反应的反应速度是反应的多少倍。的多少倍。催催上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录42解：解：上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录433.5.3 均相催化和多相催化均相催化和多相催化 均相催化：反应物与催化剂处于同一相。均相催化：反应物与催化剂处于同一相。例：例：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)NO作催化剂作催化剂 S2O82-+2I-=2SO42-+I2 Cu2+作催化剂作催化剂多相催化：催化剂与反应物处于不同的相多相催化：催化剂与反应物处于不同的相中，反应在催化剂表面进行。中，反应在催化剂表面进行。例例:C2H4+H2 =C2H6 Ni 作催化剂作催化剂 N2+3H2 =2NH3 Fe 作催化剂作催化剂上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录44 多相催化原理：反应物被吸附在催化多相催化原理：反应物被吸附在催化剂的表面，使反应物部分化学键被削弱，剂的表面，使反应物部分化学键被削弱，从而较易进行反应生成产物，反应后产物从而较易进行反应生成产物，反应后产物从催化剂表面解吸。从催化剂表面解吸。催化剂表面的吸附示意图催化剂表面的吸附示意图上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录45 催化剂表面只有很小部分催化剂表面只有很小部分(约千分之几约千分之几)能起催化作用，此部分称为能起催化作用，此部分称为“活性中心活性中心”。多相催化作用仅仅发生在催化剂表面多相催化作用仅仅发生在催化剂表面,所以催化作用能力的大小与催化剂的表面所以催化作用能力的大小与催化剂的表面积大小密切相关。积大小密切相关。3.5.4 酶催化酶催化 生物体内存在着的一类具有催化能力的生物体内存在着的一类具有催化能力的蛋白质蛋白质 称为酶。称为酶。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录46酶催化的特点：酶催化的特点：高效性，比普通催化剂高得多。高效性，比普通催化剂高得多。选择性更强。选择性更强。温度过高、酸碱度过大会使酶失去活性。温度过高、酸碱度过大会使酶失去活性。k催催k=108 1020=上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录47上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录48上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录49自测题：自测题：1.对给定的化学反应，下列说法正确的是对给定的化学反应，下列说法正确的是 A.G越负，反应速度越快。越负，反应速度越快。B.H越负，反应速度越快。越负，反应速度越快。C.S越负，反应速度越快。越负，反应速度越快。D.活化能活化能Ea越小，反应速度越快。越小，反应速度越快。选选D上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录50 2.下列说法不正确的是下列说法不正确的是 A.相同条件下，反应的活化能越大其相同条件下，反应的活化能越大其反应速率越慢。反应速率越慢。B.某反应速率方程为某反应速率方程为 ,该该反应的反应级数为反应的反应级数为2.5。C.升高温度，吸热反应的速率增大而升高温度，吸热反应的速率增大而放热反应的速率减小。放热反应的速率减小。D.复杂反应至少含有两个基元反应。复杂反应至少含有两个基元反应。选选C上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录51 3.复杂反应复杂反应 S2O82-+2I-=2SO42-+I2 是由下列两个基元是由下列两个基元 反应所组成：反应所组成：S2O82-+I-=SO42-+SO4I-(慢慢)SO4I-+I-=SO42-+I2 (快快)则该反应的速率方程则该反应的速率方程()。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录52 4.对于基元反应：对于基元反应：2NO+O2=2NO2，若若O2的浓度增大到原来的的浓度增大到原来的2倍，则正反倍，则正反应的速度为原来的：应的速度为原来的：A.2倍倍 B.4倍倍 C.6倍倍 D.8倍倍 A，因为，因为上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录53 5.若下列反应若下列反应 2A+2B=C 的速度方的速度方程式是程式是 ，此反应的反应级数是，此反应的反应级数是 A.一级一级 B.二级二级 C.三级三级 D.四级四级C.三级反应三级反应作业：作业：6、7、8、9、10上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录543.6.1 分压定律分压定律:2 2、分压定律（实验定律）、分压定律（实验定律）同同温温同同体体积积时时，混混合合气气体体的的总总压压等等 于各组分气体分压之和。于各组分气体分压之和。3.6 可逆反应与化学平衡可逆反应与化学平衡1、理想气体状态方程：、理想气体状态方程：pV=nRT 上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录55理想气体状态方程也适用于混合气体：理想气体状态方程也适用于混合气体：（1）同同温度同体积时：温度同体积时：（2）（1）(2)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录563.6.2 可逆反应与化学平衡可逆反应与化学平衡可逆反应：可逆反应：在同样的条件下，既可向一方向进行在同样的条件下，既可向一方向进行 又可向相反进行的反应称为可逆反应。又可向相反进行的反应称为可逆反应。例：例：a A +d D gG +hH 上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录57 初始：初始：v正正 v逆逆 平衡：平衡：v正正 =v逆逆 平衡态的特点：平衡态的特点：1.v正正=v逆逆 （动态）（动态）2.反应物和产物的浓度不再改变。平反应物和产物的浓度不再改变。平衡态是反应达到的最大程度。衡态是反应达到的最大程度。3.化化学学平平衡衡是是相相对对的的平平衡衡。外外界界条条件件发发生变化，平衡发生移动。生变化，平衡发生移动。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录581.实验平衡常数实验平衡常数 实实验验证证明明：化化学学反反应应达达平平衡衡时时，反反 应物、产物浓度的比值是一常数。应物、产物浓度的比值是一常数。可逆基元反应可逆基元反应：aA+dD gG+hH 平衡时：平衡时：v正正=v逆逆 3.6.3 平衡常数平衡常数上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录59 Kc称为浓度平衡常数，上式称为平衡称为浓度平衡常数，上式称为平衡常数表达式。常数表达式。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录60气体反应气体反应：aA+dD gG+hH KP称为压力平衡常数称为压力平衡常数正确书写平衡常数表达式正确书写平衡常数表达式:N2O4(g)2NO2(g)（1）平衡常数与反应式的写法有关）平衡常数与反应式的写法有关上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录612NO2(g)N2O4(g)1/2 N2O4(g)NO2(g)Kp=1/Kp=(Kp )2（2）纯固体、纯液体的浓度或分压不写入纯固体、纯液体的浓度或分压不写入平衡常数的表达式。例：平衡常数的表达式。例：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录62（3）在稀水溶液中进行的反应，水的浓度）在稀水溶液中进行的反应，水的浓度视为常数，不写入平衡常数表达式。视为常数，不写入平衡常数表达式。例：例：NH4+H2O NH3H2O+H+（4）多重平衡规则：反应相加，平衡常数多重平衡规则：反应相加，平衡常数相乘。相乘。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录63 HS-H+S2-+得：得：H2S 2H+S2-例：例：H2S H+HS-上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录64 、分别为任意状态下分别为任意状态下的的A、D、G、H 物质的压力。物质的压力。气体反应：气体反应：a A +d D gG +h H 等温等压下，热力学推导证明：等温等压下，热力学推导证明：2.标准平衡常数标准平衡常数相对压力相对压力Qp 称为相对压力商称为相对压力商上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录65反应达平衡时：反应达平衡时：分别是分别是A、D、G、H、物质在物质在平衡时平衡时的压力。的压力。Kp 称为标准压力平衡常数称为标准压力平衡常数上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录66在稀溶液中进行的反应，则：在稀溶液中进行的反应，则：、是是 A、D、G、H物质在任意状态下的物质在任意状态下的的浓度。的浓度。相对浓度相对浓度Qc称为相对浓度商称为相对浓度商。a A +d D gG +h H 上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录67同理，平衡时同理，平衡时：、是是 A、D、G、H物质在平衡时物质在平衡时的浓度。的浓度。Kc 称为标准浓度平衡常数。称为标准浓度平衡常数。由于由于c =1mol.L-1，数值上，数值上 K =Kc上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录68任意状态下的化学反应方向的判据：任意状态下的化学反应方向的判据：Q K ，逆反应自发进行。，逆反应自发进行。Q=K ，反应达平衡。，反应达平衡。若若反应在稀溶液中进行，又有气体参加反反应在稀溶液中进行，又有气体参加反应，标准平衡常数用应，标准平衡常数用K 表示。其中气体以表示。其中气体以相对压力表示，溶液用相对浓度表示。相对压力表示，溶液用相对浓度表示。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录69例例：已知氨基甲酸铵：已知氨基甲酸铵NH4CO2NH2 在蒸发时在蒸发时完全解离为氨和二氧化碳：完全解离为氨和二氧化碳：NH4CO2NH2（s）2NH3(g)+CO2(g)，测得在，测得在25平衡时气体平衡时气体的总压力的总压力11.75kPa，求反应，求反应 的平衡常数的平衡常数Kp.上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录70最大转化率：反应达平衡后，反应物转化为产最大转化率：反应达平衡后，反应物转化为产物的百分数，也叫平衡转化率或理论转化率。物的百分数，也叫平衡转化率或理论转化率。根据反应式，根据反应式，解：解：NH4CO2NH2（s）2NH3(g)+CO2(g)上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录71例：例：800时，反应时，反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)Kc=1,反应开始时反应开始时CO的浓度为的浓度为2mol.L-1,H2O 的浓度为为的浓度为为3mol.L-1，求平衡时各物质，求平衡时各物质的浓度及的浓度及CO的转化率。的转化率。解：解：CO+H2O CO2 +H2初初:2 3 0 0 molL-1平平:2-x 3-x x x上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录72CO 的转化率的转化率=(1.2/2)100%=60%x =1.2(mol/L)=2-1.2=0.8 mol/L =3-1.2=1.8 mol/L上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录733.7 化学平衡的移动化学平衡的移动 因条件改变从旧的平衡状态转变为新的平衡状因条件改变从旧的平衡状态转变为新的平衡状态的过程称为化学平衡的移动。态的过程称为化学平衡的移动。影响平衡的因素有影响平衡的因素有浓度、压力、温度。浓度、压力、温度。平衡移动的总规律：平衡移动的总规律：(1887 法法 吕查德里吕查德里)假如改变平衡体系的条件之一（假如改变平衡体系的条件之一（C、P、T），），平衡就向减弱这种改变的方向移动。（定性）平衡就向减弱这种改变的方向移动。（定性）3.7.1 浓度对平衡的影响浓度对平衡的影响 a A+d D g G +h H上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录741.若增大反应物的浓度或减少产物的浓度若增大反应物的浓度或减少产物的浓度.Qc Kc ,反应逆向进行，反应逆向进行，直到直到 Qc=Kc 3.浓度可使化学平衡移动，但不改变浓度可使化学平衡移动，但不改变K。4.新的平衡体系中，各物质的浓度均不同于新的平衡体系中，各物质的浓度均不同于前一个平衡态时的浓度。（但前一个平衡态时的浓度。（但K 不变）不变）上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录75例：已知反应例：已知反应 CO+H2O CO2+H2 平衡时平衡时各物质的浓度分别为各物质的浓度分别为cCO=0.8mol.L-1,1.8mol.L-1,1.2mol.L-1,CO的的起起始始浓浓度度为为2mol.L-1,求求CO的的转转化化率率。如如果果其其他他条条件件不不变变，使使水水蒸蒸气气的的浓浓度度增增至至6mol.L-1，再再求求CO的转化率。的转化率。解：解：CO +H2O =CO2 +H2 平衡：平衡：0.8 1.8 1.2 1.2 加入水蒸气：加入水蒸气：0.8 6.0 1.2 1.2建立新平衡：建立新平衡：0.8-y 6.0-y 1.2+y 1.2+y 上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录76y=0.37 mol.L-1CO的转化率的转化率=100%=78.5%CO的转化率的转化率=100%=60.0%上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录773.7.2 压力对平衡的影响压力对平衡的影响有气体参加的反应（有气体参加的反应（固、液相反应受固、液相反应受P影影响小）响小）。总压力对平衡的影响。总压力对平衡的影响。通入惰性气体对平衡的影响通入惰性气体对平衡的影响上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录78例：合成氨的反应：例：合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡时：平衡时：若体系的总压力增大到原来的若体系的总压力增大到原来的2倍倍,Qp Kp ，反应逆向进行，反应逆向进行，直到直到 Qp=Kp 止。止。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录80例：例：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)平衡时：平衡时：无论增大总压力还是减小总压力：无论增大总压力还是减小总压力：反应处于平衡状态反应处于平衡状态上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录81 结论结论：n增大体系的总压力，平衡向气体分子数减增大体系的总压力，平衡向气体分子数减小（小（n 0）的方向移动的方向移动；n总压总压P变化对变化对 n=0 的反应无影响。的反应无影响。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录82加入惰性气体：加入惰性气体：n n=0的反应，亦无影响。的反应，亦无影响。n等温等容时等温等容时:Pi=niRT/V，故分压不变，无论，故分压不变，无论 n怎样，怎样，平衡均不移动平衡均不移动。n等温等压时等温等压时:加入惰性气体会使总压增大，为维持恒加入惰性气体会使总压增大，为维持恒压，压，V需增加，则各物质的分压需增加，则各物质的分压Pi将降低，将降低，平衡平衡向气体分子数增大（向气体分子数增大（n 0）的方向的方向移动移动。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录83n压力可使化学平衡移动，但不改变压力可使化学平衡移动，但不改变K n在新的平衡体系中，各物质的平衡分压均不在新的平衡体系中，各物质的平衡分压均不同于前一个平衡态时的浓度。（但同于前一个平衡态时的浓度。（但K 不变）不变）上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录843.7.3 温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响设设 T1、T2 的平衡常数分别为的平衡常数分别为 K1 、K2 ，K2 H T2 T1 ln =()K1 R T1T2 H 为反应的热效应，焓变。为反应的热效应，焓变。温度可使温度可使K 改变改变（C、P不不改变改变K）范特霍夫公式：范特霍夫公式：上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录851 1、吸热反应，吸热反应，H 0,升高温度时等式右升高温度时等式右边为正值，说明边为正值，说明 K2 K1，降温，降温 K2 K1 .2、放热反应，、放热反应，H 0,升高温度时等式右升高温度时等式右边为负值，说明边为负值，说明K2 K1 .分析：分析：注意：近似式忽略了注意：近似式忽略了H受受T的影响，故的影响，故H可用可用298K的值计算。的值计算。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录86结结论论：在在其其它它条条件件不不变变时时，升升温温平平衡衡向向吸吸热热反反应应方方向向移移动动，降降温温平平衡衡向向放放热热反反应应方方向移动。向移动。例：在合成氨工业中，例：在合成氨工业中，CO的变换反应的变换反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的的H =-37.9kJmol-1，800K时的时的Kp =4.02,求求500500K时的时的Kp 。解：根据公式解：根据公式 K2 H T2 T1 ln =()K1 R T1T2上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录87 K2 -37.9103 500800 ln =()=3.419 4.02 8.314 500800催化剂与化学平衡催化剂与化学平衡 催化剂使正逆反应速度增大的倍数相催化剂使正逆反应速度增大的倍数相同，因此它只能缩短到达平衡的时间，而同，因此它只能缩短到达平衡的时间，而不能使平衡发生移动。不能使平衡发生移动。上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录88吕查德里原理：吕查德里原理：对平衡体系施加外力，平衡对平衡体系施加外力，平衡将沿着减少此外力的方向移动。将沿着减少此外力的方向移动。自测题：自测题：1.已知已知500K时反应时反应 SO2(g)+1/2 O2(g)SO3(g)的的KP=50，则同温度下反应，则同温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的的K P 为（为（）A.410-4 B.210-2 C.410-2 D.2500D上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录892.PCl5的分解反应是的分解反应是 PCl5=PCl3 +Cl2 ，在在200达到平衡达到平衡 时，时，PCl5有有 48.5%分分 解，在解，在300达到平衡时，达到平衡时，PCl5有有 97%分解，则此反应为（分解，则此反应为（）A.放热反应放热反应 B.既不吸热也不放热既不吸热也不放热 C.吸热反应吸热反应 D.这两个温度下的平衡常数相等这两个温度下的平衡常数相等 C上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录903.下述化学平衡下述化学平衡 A(g)+B(g)=C(g)，在相同，在相同 的温度下，若体积缩小至的温度下，若体积缩小至 2/3，则压力商，则压力商 QP和平衡常数和平衡常数KP 的关系为（的关系为（）A.QP=2KP B.QP=2/3KP C.QP=3/2KP D.QP=KPB上一上一上一上一页页下一下一下一下一页页本章目本章目本章目本章目录录914.在在763.15K时，时，H2(g)+I2(g)2HI(g)的的 Kc=45.9，当各物质的起始浓度，当各物质的起始浓度 c(H2)=0.0600molL-1,c(I2)=0.400molL-1和和c(HI)=2.00molL-1进行混和，反应自发进行进行混和，反应自发进行 的方向是（的方向是（）A.自发向右进行自发向右进行 B.自发向左进行自发向左进行 C.反应处于平衡状态反