《无机化学》4化学反应速率和化学平衡

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化学反应速率和化学平衡

化学反应速率和化学平衡

化学反应速率和化学平衡化学反应速率是指化学反应在单位时间内发生的变化量。

它是反应过程中物质转化的快慢程度的量化描述。

化学平衡是指当化学反应达到稳定状态时,反应物和生成物浓度之间的比例关系保持不变的状态。

反应速率和化学平衡是化学反应中两个重要的概念,它们对于我们理解和控制化学反应过程具有重要的意义。

一、化学反应速率化学反应速率的定义是单位时间内反应物消耗量或产物生成量与时间的比值。

它可以用下面的公式来表示:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示变化所用的时间。

化学反应速率受到多种因素的影响,其中最主要的有反应物浓度、温度、催化剂和反应物粒子间的碰撞频率等。

当反应物浓度增加时,反应发生的可能性就会增加,因此反应速率也会增大。

温度对于反应速率的影响很大,一般来说,温度升高时,反应速率会迅速增加。

这是因为温度升高会增加反应物的动能,提高粒子的碰撞频率,从而促进反应的进行。

催化剂是一种物质,它可以降低反应的活化能,使反应发生更容易。

催化剂通过提供一个新的反应路径,使反应能够以更低的能量发生。

因此,加入适量的催化剂可以大大加快反应速率。

此外,反应物粒子间的碰撞频率也会影响反应速率。

当反应物的浓度较低时,粒子之间的碰撞次数较少,因此反应速率较低。

二、化学平衡当一个化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度之间的比例关系将保持不变。

在平衡状态下,反应物的转化速率等于生成物的转化速率。

化学平衡可以用下面的反应判断式来表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A和B是反应物,C和D是生成物,a、b、c、d分别表示各物质的系数。

化学平衡是一个动态平衡,即反应物和生成物之间的转化一直在进行,但是总的浓度不再改变。

平衡常数K用来描述平衡系统中各组分浓度之间的关系。

当反应达到平衡时,平衡常数K的值将保持不变。

化学平衡可以通过改变反应条件来调节。

通过改变温度、压力或改变反应物浓度可以使平衡位置发生移动,从而改变反应的结果。

无机化学第三章化学反应速率和化学平衡ppt课件

无机化学第三章化学反应速率和化学平衡ppt课件
生成2mol NH3
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5
反应进度 0=∑νBB B
对于化学计量方程式
dξ = dnB /νB
nB——B的物质的量 ξ的单位为mol νB——为B的化学计量数
改写为 dnB = νB dξ
开始时ξ0=0, 、 nB =0 反应进度为ξ时: nB =νBξ
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6
反应进度
nB =νBξ
基元反应:反应物一步就直接转变为产物
如:
2NO2→ 2NO + O2
NO2 + CO →NO + CO2
非基元反应:反应物经过若干步(若干个
基元反应步骤)才转变为产物。
如 又如
2NO + 2H2 → N2 + 2H2O ① 2NO + H2→N2+ H2O2 ② H2O2 + H2 → 2H2O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.3mol L1 s1
v NH3

cNH3
t


0.4 0.0mol L1 2 0s

0.2mol L1 s1
v N2 : v H2 : v NH3 1: 3 : 2
●瞬间速率:某瞬间(即t0)的反应速率
vNH3

dcB,则得:
v 1 dcB B dt
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11
对于上述 N2 3H2 2NH3 化学计量方程式 :
v 1 d 1 dcB V dt B dt
1 dcN2 1 dcH2 1 dcNH3
1 dt
3 dt 2 dt
aA + bB
反应 2W+X Y+Z 哪种速率表达式是正确的?

化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学领域中两个重要的概念。

本文将着重探讨这两个概念的联系以及它们在化学反应中的应用。

一、化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物浓度变化的数量。

它可以用下列公式表示:速率= (Δ浓度/Δ时间)化学反应速率受多种因素的影响,包括反应物浓度、温度、催化剂等。

当反应物浓度增加时,反应速率也会增加,因为反应物之间的碰撞频率增加。

同样地,当温度升高时,反应速率也会增加,因为温度的升高使分子的平均动能增大,碰撞的能量也增加。

催化剂可以降低反应物之间的活化能,从而加快反应速率。

另外,化学反应速率还受到反应机理、反应物的物理状态和表面积等因素的影响。

反应机理是指描述反应过程的细节步骤,每个步骤都有一个反应速率,最慢的步骤决定了整个反应的速率。

反应物的物理状态和表面积影响着反应物质的接触程度,进而影响反应速率。

二、化学平衡化学平衡是指在封闭体系中,反应物与生成物之间的浓度保持不变的状态。

它可以通过下列公式表示:反应物A + 反应物B ↔ 生成物C + 生成物D在化学反应达到平衡后,反应物与生成物的浓度之比可以用一个常数K表示。

这个常数称为平衡常数,它与反应物的浓度有关,但与反应速率无关。

化学平衡的条件是当正向反应速率等于反向反应速率时,系统处于动态平衡。

此时,反应物与生成物之间仍然发生着反应,但是整个体系的浓度不再改变。

三、化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是两个不同的概念,但它们之间有着密切的关系。

首先,当一个反应达到平衡时,正向反应和反向反应的速率相等。

这意味着在平衡状态下,虽然反应仍然进行,但是整体上没有净产物产生。

其次,化学平衡可以通过改变化学反应速率达到。

通过改变温度、压力等条件,可以改变反应速率,进而改变平衡位置。

例如,Le Chatelier的原理指出,当系统处于平衡时若受到扰动,它会倾向于抵消这种扰动。

如果增加某种物质浓度,系统会偏向消耗这种物质以重新达到平衡。

(完整版)化学反应速率与化学平衡知识点归纳

(完整版)化学反应速率与化学平衡知识点归纳

•一、化学反应速率• 1. 化学反应速率(v)•⑴定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化•⑵表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示•⑶计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L·s)•⑷影响因素:•①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)•②条件因素(外因):反应所处的条件• 2.※注意:(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变(2)、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容时:充入惰性气体→总压增大,但是各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢二、化学平衡(一)1.定义:化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。

2、化学平衡的特征逆(研究前提是可逆反应)等(同一物质的正逆反应速率相等)动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定)变(条件改变,平衡发生变化)3、判断平衡的依据(二)影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡_不移动_(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度__减小__,生成物浓度也_减小_, V正_减小__,V逆也_减小__,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和_大_的方向移动。

2、温度对化学平衡移动的影响影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着___吸热反应______方向移动,温度降低会使化学平衡向着_放热反应__方向移动。

化学反应速率和平衡常数知识点总结

化学反应速率和平衡常数知识点总结

化学反应速率和平衡常数知识点总结化学反应速率是指化学反应过程中,反应物消失和生成物出现的速度。

它可以通过多种因素来影响,包括温度、浓度、催化剂等。

平衡常数则是描述反应系统达到平衡时反应物浓度与生成物浓度之间的关系。

下面是对化学反应速率和平衡常数相关知识点的总结。

一、化学反应速率1. 反应速率的定义和表示方式化学反应的速率是指反应物浓度变化随时间的变化率。

通常用化学反应的物质浓度变化来表示反应速率,可以用公式表示为:速率 =(Δ物质浓度)/(Δ时间)2. 影响反应速率的因素(1)温度:温度升高会增加分子的平均动能,提高碰撞频率和碰撞能量,从而增大反应速率。

(2)浓度:反应物浓度的增大会增加反应物分子的碰撞频率,从而提高反应速率。

(3)催化剂:催化剂可以降低反应的活化能,提高反应速率,而不参与反应本身。

3. 反应速率与化学反应类型的关系不同类型的化学反应具有不同的速率表达式。

例如,对于一级反应,反应速率与反应物的浓度成正比;对于二级反应,反应速率与反应物浓度的平方成正比。

4. 反应速率常用实验方法(1)消失法:通过测量反应物浓度随时间的变化来确定反应速率。

(2)出现法:通过测量生成物浓度随时间的变化来确定反应速率。

(3)体积法:通过测量生成物体积随时间的变化来确定反应速率。

二、平衡常数1. 平衡反应的定义和表达方式当反应系统达到平衡时,反应物的浓度和生成物的浓度不再发生变化,称为平衡反应。

平衡常数是描述平衡反应浓度之间关系的数字指标。

对于一般的反应aA + bB ⇌ cC + dD,平衡常数K的表达式为:K = [C]^c*[D]^d/([A]^a*[B]^b)2. 影响平衡常数的因素(1)温度:温度升高会改变反应中物质的摩尔分布,从而改变平衡常数的值。

(2)浓度:改变反应物或生成物的浓度会影响平衡常数的值。

根据Le Chatelier原理,如果浓度增加,则反应向生成物一侧移动,平衡常数增大;如果浓度减小,则反应向反应物一侧移动,平衡常数减小。

无机化学化学反应速率和化学平衡

无机化学化学反应速率和化学平衡

3 (2.1 3.0) H2 0.3(mol L-1 s-1 ) 3 (0.6 0) NH3 0.2(mol L-1 s -1 ) 3
2
N
0.1(mol L s )
1、上述所计算的反应速度是该段时间内的平均反应速度。 NH 3 N2 H2 2、用不同的物质来表示反应速率,其数值是不同的,但彼此之间有 3 2 一定的关系。 1 2019年1月8日5
2019年1月8日5 时22分
二、
质量作用定律
1、定义:反应速度和浓度的定量关系为:在简单 反应中反应速度与反应物浓度系数次方的乘积成
正比。例如有反应:
NO2 CO NO CO2
则有: 度常数。
k不随浓度变化,它是温度的函数。不同 的反应k值不同,同一反应k值相同。
2019年1月8日5 时22分
B若为反应物则 CB < 0, 取 “-”号; B若为生成物则 CB > 0, 取 “+”号。
2019年1月8日5 时22分
例1 某给定温度下,在密闭容器中氮气与氢气反应 生成氨,各物质变化浓度如下: N2 + 3H2 2NH3 起始 (mol/L) 1.0 3.0 0 3秒后浓度(mol/L) 0.7 2.1 0.6 计算该反应速度。 (0.7 1.0) 解: -1 -1
化学计量数νB
通式: 0 B B
B
2019年1月8日5 时22分
对任意一个化学反应 e E + f F == g G + r R 若任意物质B 的物质的量,初始状态时为 nB0, 某一 状态时为nB, 则反应进度ξ的定义为:
n B n B0 n B B B dn B d B

化学化学反应速率和化学平衡

化学化学反应速率和化学平衡

化学化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡化学反应速率是指化学反应中反应物消失和生成物出现的速率。

在化学反应中,反应速率与反应物浓度、温度、物质表面积和催化剂等因素密切相关。

化学平衡是指在封闭系统中,反应物转化为生成物的速率和生成物转化为反应物的速率相等的状态。

在化学平衡条件下,反应物和生成物的浓度保持不变。

一、化学反应速率化学反应速率描述了反应物消失和生成物出现的快慢程度,并可以通过实验观察和计算得到。

反应速率与反应物浓度的变化率有关,通常可以使用以下公式表示:速率= ΔC / Δt其中,ΔC表示反应物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。

1. 温度的影响温度是影响化学反应速率最常见和最重要的因素之一。

温度升高会增加反应分子的平均动能,使分子之间的碰撞频率和能量增加,从而促进反应速率的增加。

2. 反应物浓度的影响反应物浓度的增加会增加反应物分子碰撞的频率,从而增加反应速率。

根据速率与浓度的关系可以推导出速率定律方程:速率 = k[A]^m[B]^n其中,k为速率常数,m和n分别为反应物A和B的反应级数,[A]和[B]表示反应物A和B的浓度。

3. 物质表面积的影响对于固体和液体反应物,物质表面积的增加可以提高反应速率。

因为表面积的增加会增大反应物与其他反应物的接触面积,从而增加反应发生的可能性。

4. 催化剂的作用催化剂可以降低化学反应的活化能,从而加速反应速率,但自身在反应过程中不发生永久改变。

催化剂通过提供新的反应路径,降低了原始反应路径中的反应物粒子的能量要求,使反应速率得到增加。

二、化学平衡化学平衡是一种动态平衡状态,即反应物转化为生成物的速率和生成物转化为反应物的速率相等。

在化学平衡条件下,反应物和生成物的浓度保持不变,但反应仍然在进行。

1. 平衡常数对于一个化学反应,可以定义平衡常数K,它的值等于在平衡条件下各物质浓度的乘积积累除以反应物浓度的乘积积累。

平衡常数表征了在平衡状态下反应物和生成物的浓度关系。

大专无机化学-化学反应速率与化学平衡

大专无机化学-化学反应速率与化学平衡
1 1 SO 2 (g)+ O 2 ( g ) + NO 2 ( g ) SO3 ( g ) + NO( g ) + O 2 ( g ) 2 2
相减
1 H 2 (g)+ S2 ( g ) H 2S(g) 2 3H 2 (g)+SO 2 ( g ) H 2S(g)+2H 2 O(g)
1 H 2S(g) H 2 (g)+ S2 ( g ) 2
化学平衡与反应速率
aA (g ) +
V
V正 V正 V逆
bB( )
g
V正 V逆
cC (g ) + dD (g )
V
V逆 V逆 V正
V逆
0
V正 t1
t
0
t1
t
生成物浓度为零开始反应直到平衡
反应物浓度为零开始反应直到平衡
标准平衡常数
也称为热力学平衡常数,以符号Kθ表示 Kθ是被定义的 Kθ的值与特定的反应方程式相对应,与反 应方程式的化学计量数有关,而与起始时 的物质浓度(或分压)无关 不再区分压力平衡常数和浓度平衡常数
温度对反应速率的影响
温度升高加速反应进行,温度降低减慢反 应进行
夏天食物易变质, 夏天食物易变质,高压锅煮饭易熟等等
温度对反应速率的影响见课本表格 温度是实际生产中比较容易控制的因素
催化剂与反应速率
催化剂:能显著影响化学反应速率而本身的组成、 质量和化学性质在反应前后不变的物质
正催化: 正催化:加速反应速率 负催化: 负催化:减慢反应速率 催化剂具有选择性,往往只对某些特定的反应有催化作用
例题
对于合成氨反应N2 + 3H2 ─→ 2NH3,在三个时刻 测得的瞬时反应速率分别为:

化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学领域中的重要概念。

本文将从理论角度探讨化学反应速率与化学平衡之间的关系,并结合实际例子加以说明。

一、化学反应速率化学反应速率指的是反应物消耗或生成的速度,通常用物质浓度的变化率来表示。

反应速率的公式可表示为:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。

化学反应速率受到多种因素的影响,如温度、浓度、表面积、催化剂等。

一般来说,温度越高,反应速率越快;浓度越高,反应速率越快;表面积越大,反应速率越快;催化剂的存在能够降低反应活化能,从而加快反应速率。

二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,反应物和生成物浓度保持一定比例的状态。

在化学平衡中,正反应和逆反应同时发生,且速率相等,达到动态平衡。

根据勒夏特列亲和定律,一个化学平衡的反应可以用如下公式表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A、B为反应物,C、D为生成物,a、b、c、d为化学计量数。

化学平衡的条件包括温度、压力和浓度。

根据利奥·恩希斯的法则,当某一条件发生变化时,系统会自动调整以维持化学平衡。

温度升高会使平衡位置移动到吸热反应的方向,而当温度降低时,则向放热反应方向移动。

三、化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是反应动力学和反应热力学两个方面的研究对象。

它们之间存在密切的联系。

在反应初期,反应物浓度较高,反应速率也较快。

但随着时间的推移,反应物浓度逐渐降低,反应速率也减慢,最终趋于稳定。

这种情况下,反应尚未达到化学平衡。

在化学平衡时,正反应和逆反应达到动态平衡,速率相等。

这并不意味着反应速率为零,而是表示反应物和生成物的浓度保持稳定,反应速率呈稳定状态。

实际上,反应速率和平衡浓度之间存在着一种动态的关系。

当反应物浓度偏离平衡浓度时,反应势必要重新调整以恢复平衡,从而使反应速率发生变化。

例如,当反应物浓度增加时,反应速率会相应增加,以达到新的平衡状态。

化学反应速率和化学平衡知识点总结

化学反应速率和化学平衡知识点总结

第二章化学反应速率和化学平衡第一节、化学反应速率掌握化学反应速率的含义及其计算;了解测定化学反应速率的实验方法1.化学反应速率的概念化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量;2.化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应,通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示;v=Δc/Δtυ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间单位:mol/3.化学反应速率的计算规律①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系:同一时间内,用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比;VA:VB:VC:VD=A:B:C:D;VA/A=VB/B.②三步法:mA+nB===pC+qD初始量mol/L: a b 0 0变化量mol/L:mx nx pxqxns末量mol/L a-mx b-nx pxqxPS:只有变化量与计量数成正比4.化学反应速率的特点①反应速率不取负值,用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值;②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时,可能有不同的速率数值,但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比;③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率;不是瞬时速率④由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率;其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关;通常是通过增大该物质的表面积如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等来加快反应速率;⑤对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率;因此,表示化学反应的速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准;5.化学反应速率的测量1基本思路化学反应速率是通过实验测定的;因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质包括反应物和生成物,所以与其中任何一种化学物质的浓度或质量相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用;2测定方法①直接可观察的性质,如释放出气体的体积和体系的压强;②依靠科学仪器才能测量的性质,如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等;③在溶液中,当反应物或产物本身有比较明显的颜色时,常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率;物理方法:量气法、比色法、电导法等;第二节、影响化学反应速率的因素了解影响反应速率的主要因素;掌握外界条件对反应速率的影响规律1、发生化学反应的前提——有效碰撞理论1有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞;化学反应发生的先决条件是反应物分子之间必须发生碰撞;反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生,多数碰撞并不能导致反应的发生,是无效碰撞;碰撞的频率越高,则化学反应速率就越大;2活化能和活化分子①活化分子:在化学反应中,能量较高,有可能发生有效碰撞的分子;活化分子之间之所以能够发生有效碰撞,是由于它们的能量高,发生碰撞时,能够克服相撞分子之间的排斥力,破坏分子内部原子之间的“结合力”,从而导致反应物分子破坏,重新组合成生成物分子,发生化学反应;②活化能:活化分子所多出的那部分能量或普通分子转化成活化分子所需的最低能量;③活化能与化学反应速率:活化分子数目的多少决定了有效碰撞发生的次数;在分子数确定时,活化分子百分数增大,有效碰撞的次数增多,反应速率加快;2、决定化学反应速率的因素内因:参加反应的物质的性质和反应的历程,是决定化学反应速率的主要因素;外因:即外界条件,主要有温度、浓度、压强、催化剂等;1浓度①其他条件不变时,增大反应物的浓度,加快反应速率;减小反应物的浓度,减慢反应速率;②解释:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子百分数是一定的,单位体积内的活化分子数与单位体积内反应物分子总数成正比,就与浓度成正比;反应物浓度增大→单位体积内分子数增加→活化分子数增加→单位时间内有效碰撞增加→反应速率加快2压强①对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强减小容器的容积,反应速率加快;减小压强增大容器容积,反应速率减慢;②解释:在一定温度下,一定量的气体所占的体积与压强成反比;增大压强减小容器的容积相当于增大反应物的浓度;③压强改变的几种情况:1.恒温时:压缩体积→压强增大→浓度增大→反应速率增大;增大体积,反应速率减小. 恒温时,压缩体积→活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增多→反应速率增大.反之,增大容器体积,反应速率减小.2.恒温恒容时⑴充入气体反应物→气体反应物浓度增大压强也增大→反应速率增大体积不变时,充入气体反应物→活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增多→反应速率增大⑵充入不参与反应的气体→容器内总压强增大→各物质浓度未改变→反应速率不变体积不变时,充入不参与反应的气体→活化分子数和活化分子百分数都不变→有效碰撞几率不变→反应速率不变.3.恒温恒压时:充入不参与反应的气体→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减慢总之,分析压强改变对化学反应速率的影响时,关键看气体浓度是否有变化:如果气体浓度有变化,化学反应速率一定改变;若气体浓度无改变,则化学反应速率不改变.同时要注意通常所说的压强增大是指压缩加压.3温度①其他条件不变时,升高温度,增大反应速率;降低温度,减慢反应速率;②解释:温度是分子平均动能的反映,温度升高,使得整个体系中分子的能量升高,分子运动速率加快;4催化剂对反应速率的影响①催化剂可以改变化学反应的速率;不加说明时,催化剂一般使反应速率加快的正催化剂;②催化剂影响化学反应速率的原因:在其他条件不变时,使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量,会使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加活化分子百分数,因而使反应速率加快;第三节、化学平衡了解化学平衡状态的建立,理解化学平衡的特点外界条件浓度、温度、压强等对化学平衡的影响1. 可逆反应与不可逆反应①可逆反应:在同一条件下,同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应;前提:反应物和产物必须同时在于同一反应体系中,而相同条件下,正逆反应都能自动进行;②不可逆反应:在一定条件下,几乎只能向一定方向向生成物方向进行的反应;2. 化学平衡状态的概念特征:逆、等、动、定、变化学平衡状态: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,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态;理解化学平衡状态应注意以下三点:①前提是“一定条件下的可逆反应”,“一定条件”通常是指一定的温度和压强;②实质是“正反应速率和逆反应速率相等”,由于速率受外界条件的影响,所以速率相等基于外界条件不变;③标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”;浓度没有变化,并不是各种物质的浓度相同;对于一种物质来说,由于单位时间内的生成量与消耗量相等,就表现出物质的多少不再随时间的改变而改变;3.化学平衡的移动1可逆反应的平衡状态是在一定外界条件下浓度、温度、压强建立起来的,当外界条件发生变化时,就会影响到化学反应速率,当正反应速率不再等于逆反应速率时,原平衡状态被破坏,并在新条件下建立起新的平衡;2化学平衡移动方向①若外界条件改变,引起υ正>ν逆时,正反应占优势,化学平衡向正反应方向移动,各组分的含量发生变化;②若外界条件改变,引起υ正<ν逆时,逆反应占优势,化学平衡向逆反应方向移动,各组分的含量发生变化;③若外界条件改变,引起υ正和ν逆都发生变化,如果υ正和ν逆仍保持相等,化学平衡就没有发生移动,各组分的含量从保持一定到条件改变时含量没有变化3对于恒容条件下m+n≠p+q的只有气体参与的反应,平衡时体系的总压强,总物质的量,平均相对分子质量不再发生变化;如果有固体或液体参与反应,则只看气体的数;对于m+n=p+q的只有气体参与的反应,无论平衡与否,三者都不会发生变化;注意:只要容器体积不变,密度就不会发生改变但对于有固体或液体气体一同参与的反应,气体的密度可以作为平衡状态的标志4.影响化学平衡的条件1浓度:增加反应物的浓度或减少生成物的浓度,平衡向正方向移动;减少反应物的浓度或增加生成物的浓度,平衡向逆方向移动;2压强:对有气体参与的反应,压强越大,平衡向化学计量数体积减小的方向移动;压强越小,平衡向化学计量数体积增大的方向移动;3温度:温度升高,平衡向吸热方向移动;温度降低,平衡向放热方向移动;4催化剂:催化剂只影响化学反应速率,不会影响平衡的移动;5勒夏特列原理①原理内容:如果改变影响平衡的一个条件如温度、压强等,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动;②适用范围:勒夏特列原理适用于已达平衡的体系如溶解平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡等;不适用于未达平衡的体系;判断化学平衡状态常用方法的归纳:项目m Ag+n Bg p Cg+q Dg混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m molA的同时生成m molA,即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗n molB的同时消耗p molC,即v正=v逆平衡③v A:v B:v C:v D=m:n:p:q,v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成n molB的同时消耗q molD,均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定其他条件一定平衡②m+n=p+q时,总压力一定其他条件一定不一定平衡混合气体的平均相对分子质量M ①一定,只有当m+n≠p+q时平衡②一定,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时,其他不变平衡密度ρ体系的密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化平衡5.化学平衡常数1概念:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数,这个常数叫做化学平衡常数;用符号K示;2表达式:mAg+nBg=pCg+qDg,在一定温度下K为常数,只要温度不变,对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值;3平衡常数意义:K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,它的正向反应进行的程度就越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小;一般说>105时,该反应进行得就基本完全了;4影响化学平衡常数的因素:只受温度影响5平衡转化率:用平衡时已转化了的某反应物的量与反应前初始时该反应物的量之比来表示反应在该条件下的最大限度;6化学平衡常数的应用:①用任意状态浓度幂之积的比值称为浓度商,用Qc表示,以平衡常数为标准,判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态,以及向那个方向金子那个最终建立放入平衡;Qc与K比较:Qc>K,可逆反应逆向进行Qc<,K可逆反应正向进行Qc=K,可逆反应处于平衡②利用平衡常数可判断反应的热效应;若温度升高,K增大,则正反应为吸热反应;反之;③利用平衡常数可计算物质的平衡浓度、物质的量分数、转化率等6.化学平衡图像解题方法1认清坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理联系2紧扣可逆反应的特征,搞清正反应是吸热还是放热,体积增减,有无固体纯液体参加3看清速率的变化及变化量大小,在条件间建立关系4看清起点、拐点、终点和曲线的变化趋势;先拐先平;5定一议二;当图像中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系第四节、化学反应进行的方向了解焓变、熵变与反应方向的关系;掌握焓变和熵变一起决定反应的方向1.自发过程和自发反应自发过程:在一定条件下不借助外部力量就能自动进行的过程;自发反应:在一定的条件温度、压强下,一个反应可以自发进行到显着程度,就称自发反应;自发反应一定属于自发过程;非自发反应:不能自发地进行,必须借助某种外力才能进行的反应;2.自发反应的能量判据自发反应的体系总是趋向于高能状态转变为低能状态这时体系往往会对外做功或释放热量ΔH<0,这一经验规律就是能量判断依据;注:反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一的因素,并且自发反应与反应的吸放热现象没有必然的关系;3.自发反应的熵判据①熵的含义:在密闭的条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素;熵用来描述体系的混乱度,符号为S;单位:J/熵值越大,体系的混乱度越大;注:自发的过程是熵增加的过程;熵增加的过程与能量状态的高低无关;熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素,但也不是唯一的因素;②熵增加原理:自发过程的体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,也是反应方向判断的熵依据;与有序体系相比,无序体系“更加稳定”;③反应的熵变ΔS反应熵变即化学反应时物质熵的变化;④常见的熵增加的化学反应:产生气体的反应,气体物质的量增大的反应,熵变的数值通常都是正值,为熵增加反应;4.化学反应方向的判断依据。

化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡化学反应速率和化学平衡是化学中两个重要的概念。

化学反应速率指的是反应物转化为产物的速度,而化学平衡则是指在一个封闭系统中,反应的前进和逆反应达到相互抵消的状态。

本文将探讨化学反应速率和化学平衡之间的关系以及相关的影响因素。

一、化学反应速率化学反应速率是指在单位时间内,反应物的消耗量或产物的生成量。

通常表示为物质浓度的变化速率,具体公式为:反应速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。

化学反应速率受多种因素的影响,包括温度、浓度、催化剂和表面积等。

其中,温度是最主要的影响因素之一。

根据反应速率理论,温度升高10摄氏度,反应速率大约增加两倍。

这是因为温度的升高会增加反应物的动能,提高分子碰撞的频率和能量,从而加快反应速率。

浓度也会影响反应速率。

一般来说,反应物浓度越高,分子碰撞的概率越大,反应速率也越快。

当浓度较低时,分子碰撞的频率较低,反应速率会减慢。

催化剂是能够提高反应速率的物质,但不参与反应本身。

催化剂能够通过降低反应物分子之间的活化能,加速反应速率。

催化剂在反应结束后可以循环使用,因此只需少量添加即可。

表面积也是一个影响因素。

反应物粒子的表面积越大,与其他反应物相互作用的机会越多,反应速率也会增加。

这是因为粒子表面上的分子碰撞更频繁,反应更容易发生。

二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,正反应和逆反应达到相互抵消的状态。

在达到化学平衡时,反应物和产物的浓度保持不变,但反应仍在进行。

化学平衡可以用化学方程式表示,通常使用双箭头(↔)表示正反应和逆反应。

化学平衡受到温度、压力和浓度的影响。

温度的变化可以改变反应平衡。

根据勒夏特列原理(Le Chatelier's principle),温度升高会使平衡向反应物生成的方向移动,而温度降低则使平衡向产物生成的方向移动。

这是因为平衡位置会随着反应热力学性质的变化而改变。

压力的变化对涉及气体的反应有影响。

化学平衡与化学反应速率

化学平衡与化学反应速率

化学平衡与化学反应速率化学平衡和化学反应速率是化学反应中两个重要的概念。

化学平衡是指在封闭系统中,当正反应和逆反应的速率相等时,化学反应达到平衡的状态。

化学反应速率则是指单位时间内反应物消耗的量或产物生成的量。

一、化学平衡化学平衡是当一个化学反应达到稳定状态时的描述。

在平衡态下,正反应和逆反应同时进行,且速率相等。

当平衡态被打破后,反应物会重新组合并继续反应,直到再次达到平衡。

平衡常数(K)是表示平衡位置的定量指标。

对于一般反应的方程aA + bB ⇌ cC + dD,平衡常数K的表达式为K=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b,其中方括号表示浓度。

在平衡状态下,化学反应的浓度和速率不会发生变化。

化学平衡的条件包括浓度、压力、温度和物质的状态。

当这些条件改变时,平衡位置也会发生变化。

利用Le Chatelier原理可以预测平衡位置的变化方向。

当应力加在平衡体系上时,体系会相应地作出反应以减小这种应力,使平衡得以保持。

二、化学反应速率化学反应速率是指在单位时间内反应物消耗的量或产物生成的量。

反应速率随着反应物浓度的变化而变化,一般遵循速率-浓度关系。

速率常数k是表示速率的定量指标,与反应物浓度的幂函数相关。

对于一般反应的方程aA + bB → cC + dD,速率表达式可以写为v=k[A]^a[B]^b,其中v表示反应速率。

在确定反应速率时,可以通过实验方法,改变反应物浓度、温度、压力等条件,观察反应的进展情况,然后确定反应速率的数值。

反应速率受到温度的影响最为显著,高温能够加快反应速率,而低温则会减慢反应速率。

这是因为温度的升高可以提高反应物分子的平均动能,使分子之间碰撞的能量超过活化能,从而促进反应的进行。

化学反应速率也可通过速率方程的指数来确定反应级数。

如果一个反应的速率与某个反应物的浓度的一次幂成正比,那么这个反应是一级反应。

如果速率与某个反应物的浓度的二次幂成正比,那么这个反应是二级反应。

化学反应速率和化学平衡ppt课件

化学反应速率和化学平衡ppt课件
VA·耗:VC·耗=x:z VA·耗:VB·生=x:y;
各物质的百分含量保持不变。
35
3、化学平衡状态的标志:
混合气体的总压、总体积、总物质的量
不随时间的改变而改变;
间 各物质的浓度不随时间的改变而改变;
接 的
各物质的物质的量不随时间改变而改变; 各气体的分压、分体积不随时间改变
而改变。
36
4、判断化学平衡状态的方法⑴
注意单位的一致性7
2、影响化学反应速率的因素
内因:反应物的性质 外因:浓度、温度、压强、催化剂、颗粒
大小、光、等等
8
(1)浓度的影响
其他条件不变时,增大反应物浓度,可增大化学反 应速率;减小反应物浓度,可减小化学反应速率。
此规律只适用于气体反应或溶液中的反应,对纯液 体或固体反应物一般不适用(它们的浓度是常数)。
11
(3)温度的影响
当其他条件不变时,升高温度,可以增大 反应速率;降低温度,可以减慢反应速率。
无论是吸热反应还是放热反应,温度升高, 反应速率都增大,只不过吸热反应增大的 幅度更大。
实验测知,温度每升高10℃,反应速率通 常增大到原来的2~4倍。
12
例题3、
反应A(g)+B(g) C(g)的反应速率,当温 度每升高10℃时,速率增加为原来的3倍。
平衡
不一定 平衡
不一定 平衡
38
4、判断化学平衡状态的方法⑶
项目
mA(g) + nB(g) +qD(g)
pC(g)
是否 平衡
压强
当 m + n≠ p + q 时,总压力一 定 (其它条件一定)
14
(5)其它因素的影响

实验课化学反应速率和化学平衡

实验课化学反应速率和化学平衡

《无机化学》课程教案实验课 化学反应速率和化学平衡一、 目的要求 1、 掌握浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。

2、 掌握浓度和温度对化学平衡的影响。

3、练习水浴中保持恒温的操作。

二、 实验原理化学反应速率是化学反应进行快慢的量度。

化学反应的快慢,首先决定于反应物的本性,其次还受浓度、温度、催化剂等外界条件的影响。

在溶液中,过量K IO 3的能与亚硫酸氢钠(N aHSO 3)反应生成I 2。

反应如下: 2K IO 3+5N aHSO 3 = N a2SO 4+ 3N aHSO 3+ K 2SO 4+ I 2+ H 2O 即:2 IO 3-+5 HSO 3- = 5 SO 42-+ 3H ++ I 2+ H 2O如果在溶液中预先加入淀粉指示剂,生成的I 2就会与淀粉作用使溶液变蓝。

反应物的浓度不同,反应速率就不同,则溶液变蓝所需的时间也不同。

因此,该反应被称为“碘钟”反应。

在不同的温度下,观察过量的K IO 3溶液与N aHSO 3溶液的反应,也同样可以根据淀粉指示剂变色的时间来判断温度对反应速率的影响。

MnO 2 对H 2O 2的分解有催化作用。

在一定条件下,可逆反应达到v 正=ν逆时,就建立了化学平衡。

当外界条件的改变引起v 正≠ν逆时,化学平衡就发生移动,根据勒夏特列原理,可能判断平衡移动的方向。

例如:2 C r O 42-+2 H +C r 2O 72-+H 2O(黄色) (橙色) 2NO 2(g )N 2O 4(g );△H=-58.2kJ .mol -1(红棕色) (无色)在前一反应体系中,加入H 2SO 4溶液或 N aOH 溶液,就能根据溶液颜色的变化判断出浓度对化学平衡的影响;改变后一体系的温度,则可根据气体颜色的变化判断出温度对化学平衡的影响。

三、仪器和药品1.仪器秒表,温度计(1000C),量筒(10mL、25mL、50mL),烧杯(100mL、400mL),NO2平衡仪。

化学平衡和化学反应速率

化学平衡和化学反应速率

化学平衡和化学反应速率化学平衡和化学反应速率是化学领域中两个重要概念。

化学平衡是指当反应物与生成物之间的物质的摩尔比例达到一个稳定状态时发生的现象。

化学反应速率则描述了化学反应进行的快慢程度。

本文将探讨化学平衡和化学反应速率的定义、影响因素以及它们之间的关系。

一、化学平衡1. 定义化学平衡是指在封闭系统中,反应物与生成物之间的物质的摩尔比例达到稳定状态时发生的现象。

在化学平衡状态下,反应物和生成物之间的摩尔比例不再发生变化,反应速率正反两个方向相等。

2. 影响因素化学平衡的达成受到多种因素的影响,包括温度、压力和浓度。

增加温度会导致化学反应速率加快,但平衡状态的位置不会改变。

提高压力会使平衡位置向摩尔数较少的一侧移动。

浓度的改变也会影响平衡位置,增加反应物浓度会使平衡位置向生成物一侧移动。

3. 平衡常数平衡常数是描述化学平衡状态中反应物和生成物之间的摩尔比例的数值。

它的大小决定了平衡状态向反应物或生成物偏移的程度。

平衡常数越大,表示生成物的浓度越高;平衡常数越小,表示反应物的浓度越高。

平衡常数的计算需要考虑反应方程式中各物质的摩尔系数。

二、化学反应速率1. 定义化学反应速率是指单位时间内发生的化学反应的进程。

它描述了化学反应进行的快慢程度。

2. 影响因素化学反应速率受到多种因素的影响,包括温度、浓度、催化剂和表面积。

增加温度会导致分子的碰撞频率增加,从而提高反应速率。

提高浓度会增加反应物分子之间的碰撞频率,同样会加快反应速率。

催化剂可以降低反应物分子之间的碰撞能量,从而加快反应速率。

增大反应物的表面积可以提高反应物分子之间的碰撞频率,从而加快反应速率。

3. 反应速率表达式化学反应速率可以用反应物浓度的变化情况来表达。

一般情况下,反应速率与反应物浓度之间存在一定的关系,可以用以下公式表示:速率 = k[A]^m[B]^n其中,速率表示反应物消耗或生成的速率,[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度,k表示反应速率常数,m和n表示反应物A和B的反应级数。

化学反应速率与化学平衡—化学反应速率(无机化学课件)

化学反应速率与化学平衡—化学反应速率(无机化学课件)

0.1mol L1 s1
υ
NH3
C NH3 t
(0.4 0.0)mol L1
2s
0.2mol L1 s1
υ H2 : υ N 2 : υ NH3 3 : 1 : 2
一、化学反应速率的定义及表示方法
02
化学反应速率的比较
二、化学反应速率的比较

υ H2 0.3mol L1 s 1
(2)压强改变,必须引起浓度改变,化学反应速率才会改变。 所以压强对化学反应速率影响的实质为浓度对化学反应速率的影响。
02
应用
二、应用
工业应用
原料
造 气
净 化
合 成
分 离

循环气
高温、高压
N2 + 3H2
催化剂
2NH3
条件
合成氨生产的工艺流程中,氨合成工段是整个工艺过程的核心,合成压力 一般采用30MPa左右的高压操作,此时的综合费用会下降40%左右,但对设 备材料要求较高。
υ1 υ2
比较两个反应的快慢,要用同一种物质的速率进行比较。
课程小结
本节重点
无机化学
˝
有效碰撞理论
问题导入
不同的化学反应快慢是不一样的。 “化学反应速率”衡量化学反应进行快慢程度。 对于不同的化学反应,其化学反应速率为什么会不同呢?
目录
CONTENTS
01 碰撞理论
02 有效碰撞必备条件
03 活化能
据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、 石化、生化、环保等。
02
探究实验
二、探究实验
双氧水的分解 反应: 2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑
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化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡化学反应是一种物质转化为其他物质的过程。

在化学反应中,反应速率和化学平衡是两个重要的概念。

本文将探讨化学反应速率和化学平衡之间的关系,并讨论影响反应速率和化学平衡的因素。

一、化学反应速率化学反应速率是指反应物消耗或生成物产生的速率。

它可以通过测量单位时间内反应物浓度的变化来表示。

化学反应速率可以用下面的公式表示:反应速率= Δ反应物浓度/ Δ时间其中,Δ反应物浓度表示反应物浓度的变化量,Δ时间表示时间的变化量。

反应速率的单位通常是摩尔/升·秒。

化学反应速率受多种因素的影响。

其中最重要的因素包括反应物浓度、温度、催化剂和表面积。

1. 反应物浓度:反应物浓度越高,反应发生的速率越快。

这是因为高浓度意味着更多的反应物分子之间的碰撞,从而增加了反应的概率。

2. 温度:温度升高可以提高反应速率,因为温度升高会增加反应物分子的动能,从而增加了碰撞的强度和频率。

3. 催化剂:催化剂可以提高反应速率,通过降低反应物分子之间的活化能,使反应路径更容易进行。

4. 表面积:反应物的表面积越大,反应速率越快。

这是因为更多的反应物分子可以暴露在反应环境中,增加了反应的机会。

二、化学平衡化学平衡是指在封闭的系统中,反应物和生成物的浓度达到稳定的状态。

在化学平衡中,正向反应和逆向反应的速率相等,并且反应物和生成物的浓度保持不变。

化学平衡可以用化学方程式表示。

例如,对于一个简单的平衡反应A +B ⟷C + D,可以表示为:正向反应:A + B ⟶ C + D逆向反应:C + D ⟶ A + B化学平衡状态的特点有:1. 反应物和生成物的浓度保持不变。

2. 正向反应和逆向反应的速率相等。

3. 平衡常数(Kc)是表示正向反应和逆向反应浓度比例的一个常数。

影响化学平衡的因素包括温度、压力和浓度。

1. 温度:温度的增加可以导致平衡位置的转移。

对于放热反应(△H < 0),温度升高会导致平衡位置向反应物一侧移动;对于吸热反应(△H > 0),温度升高会导致平衡位置向生成物一侧移动。

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LOREM IPSUM DOLOR
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无机化学
第四章 化学反应速率和化学平衡
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无机化学
第一节 化学反应中的能量关系 第二节化学反应速率 第三节化学平衡 第四节 化学反应速率和化学平衡 的综合应用
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本章教学目标
1.理解化学反应与能量的变化关系; 2.了解化学反应速率概念及基本理论; 3.掌握浓度、压力、温度和催化剂对化学反 应速率的影响规律; 4.熟悉化学平衡及平衡常数的概念、意义; 5.掌握温度、浓度、压力等因素对化学平衡 的影响。
环境是系统之外,与系统密切联系的那部分物质。系统 和环境之间一定有一个边界,它可以是实在的物理界面,也 可以是虚构的界面。
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第四章 化学反应速率和化学平衡
系统与环境的联系方式有能量交换和物质交换两种形式, 根据系统和环境的联系方式可将系统划分为三种类型(见图 4-1): (1)敞开系统:系统和环境之间有物质的交换且有能量的 交换,也称开放系统。 (2)封闭系统:系统和环境之间只有能量交换而无物质交 换,又称关闭系统。 (3)孤立系统:系统和环境之间既无物质交换且无能量交 换,又称隔离系统。 真正的孤立系统并不存在,为了研究的方便,常将系统和与 系统密切相关的环境作为一个整体,当作一个孤立系统,即: 系统+环境=孤立系统
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第四章 化学反应速率和化学平衡
(五)热和功 热力学第一定律告诉我们在自然界发生的任何过程中,
能量不能自生,也不能自灭,它只能从一种形式转变为另一 种形式,而不同形式的能量在相互转变时,能量的总值保持 不变。热和功是系统与环境交换能量的两种形式。热是指因 系统与环境间存在温度差而引起的能量流动,以符号Q表示。 系统吸热,Q>0;系统放热,Q<0。除热以外,其他形式的 能量传递均称为功,以符号W表示。若系统对环境做功,则 W<0;若环境对系统做功,则W>0。功的形式有很多种,如 当系统对抗外压膨胀时,做了体积功;当对抗液体的表面张 力改变表面积的大小时,则做了表面功等。
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本章教学目标
1.会正确书写热化学方程式; 2.会运用吉布斯自由能判断反应进行的方向; 3.会利用影响化学反应速率和平衡因素规律指导 化学实验; 4.会综合利用化学反应速率和化学平衡指导工业 生产。
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第四章 化学反应速率和化学平衡
人们在研究化学反应时,经常会遇到这样的问题:化学 反应能否进行,即化学反应进行的方向?化学反应进行过程 中,有无热量放出,放出或吸收的热量是多少,即化学反应 的热效应?化学反应进行的限度如何,即化学平衡?化学反应 的时间,即化学反应速率等。这些问题中,前三个问题属于 化学热力学范畴,第四个问题属于化学动力学范畴。化学热 力学是研究化学变化过程中能量变化关系的科学。化学平衡 研究反应进行的程度,着眼于反应的可能性;化学反应速率 研究反应进行的快慢,着眼于反应的现实性。化学反应速率、 化学平衡与热力学密切相关,要想全面地认识一个化学反应, 必须同时考虑这两个问题,同时还要考虑它们与热力学之间 的联系。
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第四章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应中的能量关系 一、热力学基本概念
热力学是研究自然界中与热现象有关的各种状态变化和 能量转化规律的一门科学。想学好热力学,必须弄清热力学 中的基本概念。 (一)系统与环境
系统是从物质世界中分离出来作为研究对象的那部分物 质。热力学中的系统是由大量分子、原子、离子等物质微粒 组成的宏观集合体。
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第四章 化学反应速率和化学平衡
系统的类型并不是绝对的,它与研究对象的选择有关。
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第四章 化学反应速率和化学平衡
(二)系统的性质 热力学系统的宏观性质是系统的物理性质和化学性质的
综合表现,一个系统有多种宏观性质,用以确定系统状态的 各种宏观物理量称为系统的性质,这些性质可分为两类:广 度性质和强度性质。 (1)广度性质:系统的某种性质的数值如果与系统中物质 的数量成正比,并具有加和性,如质量、体积、内能、电荷、 热容等,这类性质称为广度性质。 (2)强度性质:系统的某种性质的数值与系统中物质的数 量无关,不具有加和性,如温度、压力、折射率、密度、介 电常数、热导率、pH等,这类性质称为强度性质。
武汉理工大学出版社
第四章 化学反应速率和化学平衡
(四)热力学平衡 当不受环境影响时,系统的各种性质都不会随时间而改
变,这种状态为热力学平衡态,简称平衡态。通常热力学中 所提到的状态都是指平衡态,系统只有处于平衡态时它的各 种性质才会有确定的数值。一个系统要处于热力学平衡状态, 一般需满足下列四个平衡: (1)热平衡:系统的各部分温度相等。 (2)力平衡:系统内部各处压力相等,且与环境压力也相 等。 (3)相平衡:系统中各相的数量和组成不随时间而变化。 (4)化学平衡:系统中各组分间的化学反应达到平衡,系 统的组成不随时间而变化。
因为系统的各种状态函数之间是相互关联的,描述一个 系统的状态不需要罗列所有的性质,少数几种性质确定后, 系统的其他性质也会随之而定,系统的状态也就确定。鉴于 状态与性质之间的这种单值对应关系,故将系统的热力学性 质即状态性质称作状态函数。
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第四章 化学反应速率和化学平衡
状态函数是热力学的一个重要概念,它有如下几个重要特性: (1)状态函数是系统状态的单值函数,当系统的状态确定 后,所有的状态函数有唯一的数值,与系统的状态变化过程 无关。 (2)系统状态改变时,状态函数的改变值只决定于系统的 始态和终态,而与变化所经历的具体途径无关。
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第四章 化学反应速率和化学平衡
(三)状态与状态函数 系统的状态是所有宏观性质的综合表现。通常将变化前
的状态称为始态,变化后的状态称为终态。而状态函数是指 描述系统状态的宏观性质,如温度、压力、质量、粘度等。 当各种宏观性质都有定值时,系统的状态也就确定了;反之, 当系统处于某一状态时,系统的各种宏观性质也都有确定的 数值。
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