3無(wú)機(jī)及分析化學(xué)講稿4-化學(xué)反應(yīng)速率(已修改)
2025-01-23 01:57 本頁(yè)面
【正文】 第三章 化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率 (1)在給定條件下 ,有多少反應(yīng)物可以最大限度地轉(zhuǎn)化為生成物 ? (2)實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化需要多少時(shí)間 ? 第一節(jié) 化學(xué)平衡 一、化學(xué)平衡的特征 化學(xué)反應(yīng)的可逆性 在同一條件下，既能向一個(gè)方向又能向相反方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，叫做可逆反應(yīng)（ reversible reaction）。 大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是可逆的。例如，在一定溫度下，將氫氣和碘蒸氣按一定體積比裝入密閉容器中，它們將發(fā)生反應(yīng)，生成氣態(tài)的碘化氫： H2（ g）＋ I2（ g） →2HI （ g） 實(shí)驗(yàn)表明，在反應(yīng)“完成”后，反應(yīng)體系中同時(shí)存在 H2（ g）、 I2（ g）和 HI（ g）三種物質(zhì)，即反應(yīng)物并沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為生成物。這是因?yàn)樵?H2（ g）和 I2（ g）生成 HI（ g）的同時(shí)，一部分 HI（ g）又分解為 H2（ g）和 I2（ g）： 2HI（ g） →H 2（ g）＋ I2（ g） 上述兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生且方向相反，可以用下列形式表示： H2（ g）＋ I2（ g） 2HI（ g） 正、逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)體系所處的狀態(tài)叫做化學(xué)平衡（ chemical equilibrium）。 化學(xué)平衡的三個(gè)特征 : 化學(xué)平衡是△ rG=0時(shí)的狀態(tài) 化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡 化學(xué)平衡是有條件的平衡。 二、 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及其有關(guān)的計(jì)算 Van’ t Hoff 化學(xué)反應(yīng)等溫方程式 ΔrG=ΔrG0+RTlnQ ΔrG=0 ΔrG0+RTlnQeq=0 ΔrG=ΔrG0+RTlnQ ΔrG0= RTlnQeq 由于平衡時(shí)的“濃度商”習(xí)慣上用 K? 表示 ，則上式可以改寫(xiě)成： ΔrG?＝－ RTlnK? 表明：在一定溫度下，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，生成物的活度以方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)為乘冪的乘積，除以反應(yīng)物的活度以方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)絕對(duì)值為乘冪的乘積等于一常數(shù)，并稱之為 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)（ K? ） 。 活度將在物理化學(xué)中介紹，暫時(shí)粗略看成“有效濃度”，它是物質(zhì)所處的狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相比后所得的數(shù)值。 notes： （ 1） Q vs K? (2) K? 的表達(dá)式和數(shù)值與反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)系 三 多重平衡規(guī)則 如果某反應(yīng)可以由幾個(gè)反應(yīng)相加 /減得到，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于幾個(gè)反應(yīng)平衡常數(shù)之積 /商。 第二節(jié) 化學(xué)平衡的移動(dòng) 因環(huán)境條件改變使反應(yīng)從一個(gè)平衡狀態(tài)向另一個(gè)平衡狀態(tài)過(guò)渡的過(guò)程稱為化學(xué)平衡移動(dòng)（ shift of chemical equilibrium）。平衡移動(dòng)的結(jié)果是系統(tǒng)中各物質(zhì)的濃度或分壓發(fā)生了變化。 影響化學(xué)平衡的因素是濃度、溫度和壓力，這些因素對(duì)化學(xué)平衡的影響，可用 Le chatelier的平衡移動(dòng)原理來(lái)判斷。 但如果改變兩種或兩種以上外界條件， Le chatelier原理無(wú)法做出判斷，這時(shí)用ΔrG來(lái)判斷 ΔrG=ΔrG0+RTlnQ = RTlnK0 +RTlnQ =RTln(Q/K0) 化學(xué)平衡移動(dòng)程度的計(jì)算 濃度和壓力的改變不會(huì)影響 k0，所以可以利用k0對(duì)平衡移動(dòng)做定量計(jì)算 第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率及其表示法 一、化學(xué)反應(yīng)速率（ rate of chemical reaction）定義 高中 ： 單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化。通常以單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。大小與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。 大學(xué)： 單位體積的反應(yīng)體系中，反應(yīng)進(jìn)度隨時(shí)間的變化率。
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