2014—2015年无极及分析化学 第2章 课件祥解

2NH3(g)
(1)某给定条件下，N2(g)和H2(g)放在一起能否反应？ (2)反应可进行到什么程度？平衡转化率是多少？ (3)反应速率是多少？几秒？几天？
(4)反应机理如何？影响因素？（T，p，催化剂） ……
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第二章 化学反应的一般原理
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再如化学反应：
H2
(g)
1 2
O2
(g)
H2O(l)
rGm (298.15 K) 237.19kJ mol1 K 0 3.81041
常温常压下，几乎不发生反应。 8000C，爆炸反应。
潜在的危险性很大,必须考虑速率问题。
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第二章 化学反应的一般原理
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2. 化学关心两类问题:
始态(非平衡态） 终态(平衡态）
❖ 化学反应向哪个方向进行?进行程度如何?
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第二章 化学反应的一般原理
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本章要求
1、理解反应进度、系统与环境、状态与状态函数的概念；
2、掌握热与功的概念和计算，掌握热力学第一定律的概念； 3、掌握Qp、U、rHm、rHm、fHm、rSm、rSm、Sm、
rGm、rGm、fGm的概念及有关计算和应用； 4、掌握标准平衡常数K的概念及表达式的书写；掌握rGm与K
= (Cr2O72)1n(Cr2O72)= 1(5.000104)mol= 5.000104mol
显然，反应进度与物质B的选择无关，而与化学反应计量方程式的 写法有关。
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第二章 化学反应的一般原理
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2.1.2 系统和环境
系统： 人们所研究的对象； 环境： 系统以外与系统密切相关的其 它物质和空间；系统与环境之间可以 根据能量与物质的交换情况，分为三 类。
3molH2反应生成了2molNH3 。 对任一化学反应 aA + bB = gG + dD 有
nA nB nG nD
A
B
G
D
即在表示反应进度时物质B和B可以不同，但用不同物种表示
的同一反应的不变。
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第二章 化学反应的一般原理
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例2-1 用c(Cr2O72) = 0.02000molL1的K2Cr2O7溶液滴定
反应通式表述了化学反应的两个特征：
(1) 质量守恒(配平)
(2) 能量变化(热化学方程式)
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第二章 化学反应的一般原理
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2. 反应进度: 定义：d d nB
vB
一般为：
[nB
(
)
nB
(0)]
B
反应进度ξ为 1 mol 简称摩尔反应。
根据反应进度的定义，它只与化学反应的方程式有 关，而与选择反应系统中何种物质来表述无关。
[n2 (H2 ) n1(H2 )] (24 30) mol 2 mol
(H2)
(3)
[n2 (NH 3) n1(NH 3)] (4 0) mol 2 mol
(NH 3)
2
1 2
N2
(g)
3 2
H2
(g)
NH3
4 mol
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第二章 化学反应的一般原理
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第二章 化学反应的一般原理
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第二章作业
P66： 2-3、2-6、2-8、2-11、2-15、2-16、
2-19，2-27、2-32、2-33、2-37
2.1 基本概念 2.2 热化学 2.3 化学反应的方向与限度 2.4 化学平衡及其移动 2.5 化学反应速率 2.6 化学反应一般原理的应用
注意：
由于反应进度 与计量系数B有关，而计量系数B与具体反应计
量方程式有关，所以，在讲反应进度时必须指明反应方程式；
对给定计量方程式，B为定值，随反应进行，求得nB 即可求得； 当 =1mol时，称单位反应进度，意即按计量方程式进行了一次完 整反应；如反应 N2 + 3H2 = 2NH3 若 =1mol，意指1mol N2与
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例1. N2(g) + 3H2(g)
反应前物质的量 n1/mol
10 30
反应某时刻物质的量 n2/mol 8
24
则反应进度为：
2NH3(g) 0 4
[n2 (N2 ) n1(N2 )] (8 10) mol 20/9/10
第二章 化学反应的一般原理
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2.1 基本概念
1. 化学方程式给予的信息: aA + bB ＝ gG + hH N2(g)+3H2(g) 500℃,30MPa 2NH3(g)
催化剂
0 BB (N2)= 1， (H2) = 3 ， (NH3) = +2
B
式中νB为物种 B 的计量数，反应物的计量数为负值, 生成物的计量数为正值。
25.00mL c(Fe2+) =0.1200molL1的酸性FeSO4溶液，其滴定反应式为 6Fe2+ + Cr2O72 + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O 滴定至终点共消 耗25.00mL K2Cr2O7溶液，求滴定至终点的反应进度？若反应式为： 3Fe2+ + 1/2Cr2O72 + 7H+ = 3Fe3+ +Cr3+ +7/2H2O求滴定至终点的 反应进度？
平衡问题
化学热力学
❖化学反应进行的速率多大?具体途径(机理)如何?
速率问题
化学动力学
目标:
实验
理论 定性
定量
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第二章 化学反应的一般原理
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化学反应的可能性、方
化 学
化学热力学
向；化学反应的程度； 化学反应的能量关系、
反 应
反应的热效应等。
一
般
原 理
化学动力学
化学反应的快慢，反 应的历程(机理)等
解：n(Fe2+) = 0 c(Fe2+)V(Fe2+) = 0 0.1200molL125.00103L
= 3.000103mol
= (Fe2+)1n(Fe2+)= (1/6) (3.000 103)mol
= 5.000104mol
或
n(Cr2O72) = 0 c(Cr2O72)V(Cr2O72) = 0 0.02000 molL125.00103L= 5.000104mol
的关系及有关计算； 5、理解反应速率、反应级数的概念；掌握基元反应的概念；理解
活化分子、活化能、催化剂的概念；了解影响反应速率的因素 及其应用。
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第二章 化学反应的一般原理
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一、化学关心的问题
1. 先看两个化学反应:
合成氨反应: N2(g)+3H2(g)
问题：
500℃,30MPa 催化剂