无机化学复习提纲 - (2)(3)

2020-04-17 00:09

式中Q称为化学反应的反应商,简称反应商。反应商Q的表达式与标准平衡常数的表达式完全一致,不同之处在于Q表达式中的浓度或分压为任意态的(包括平衡态),而

表达式中的浓度或分压是平衡态的。

平衡时,=0,则

=-RTln

(2)化学反应等温方程式 化学反应等温式 (3)反应商判据

化学反应进行方向的反应商判据 Q<进行

Q=

=0 平衡状态

<0 反应正向

=-RTln

+RTlnQ

Q> >

0 反应逆向进行 4、影响化学平衡的因素——平衡移动原理 (1)浓度(或气体分压)对化学平衡的影响

对一个在一定温度下已达化学平衡的反应系统,增加反应物的浓度(或其分压)或降低生成物的浓度(或其分压),化学平衡向生成物方向移动;反之,若降低反应物浓度(或其分压)或增加生成物浓度(或其分压),则平衡将向反应物方向移动。

(2)压力对化学平衡的影响

对无气体参与的反应,改变压力对平衡影响很小,可以不予考虑。

对有气体参与的反应,若气体化学计量数之和(g)≠0,增加压力,平衡向气体分子数较少的一方移动;降低压力,平衡向气体分子数较多的一方移动。显然,如果反应前后气体分子数没有变化,没有影响。

(3)温度对化学平衡的影响

(g)=0,则改变总压对化学平衡

在不改变浓度、压力的条件下,升高平衡系统的温度时,平衡向着吸热反应的方向移动;反之,降低温度时,平衡向着放热反应的方向移动。 (4)勒夏特列原理

勒夏特列原理:如果改变平衡系统的条件之一(如浓度、压力或温度),平衡就向着能减弱这个改变的方向移动。即如果对平衡系统施加外力,则平衡将沿着减小外力影响的方向移动。

必须注意,勒夏特列原理只适用于已经处于平衡状态的系统,而对于未达平衡状态的系统则不适用。

第三章 化学反应速率

内 容 提 要

1、化学反应速率的概念

对任一化学反应

0=

其化学反应速率为

B

即反应速率为反应进度随时间的变化率。

对恒容反应,例如密闭反应器中的反应,或液相反应,体积值不变,所以反应速率(基于浓度的速率)的定义为

若反应过程体积不变,则有

式中对某一指定的反应物来说,它是该反应物的消耗速率;对某一指定

的生成物来说是该生成物的生成速率,一般提到的反应速率多为此速率。 2、反应历程与基元反应

(1)人们把反应物转变为生成物的具体途径、步骤称为反应历程。

有反应物分子(或离子、原子及自由基等)直接碰撞发生作用而生成产物的反应称为基元反应(也称元反应),即基元反应为一步完成的简单反应。基元反应是组成一切化学反应的基本单元。基元反应代表了反应所经过的历程。所谓反应历程(或反应机理)一般是指该反应是有哪些基元反应组成的。 (2)质量作用定律与基元反应的速率方程

在一定温度下,基元反应的反应速率与各反应物浓度幂(

)的乘积成正

)。基

比,浓度的幂次为基元反应方程式中相应组分的化学计量数的负值(元反应的这一规律称为质量作用定律。

若反应

为基元反应,则该基元反应的速率方程式为 (3)反应级数

基元反应速率方程式中各浓度项的幂次级数。该反应总的反应级数则是各反应组分

分别称为反应组分

的级数之和,即

的反应

对于基元反应,反应级数与它们的化学计量数是一致的。而对于非基元反应,速率方程式中的级数一般不等于((4)反应速率常数

反应速率方程式中的比例系数称为反应速率常数。不同的反应有不同的值。值与反应物的浓度无关,而与温度的关系较大。温度一定,速率常数为定值。速率常数表示反应速率方程式中各有关浓度项均为单位浓度时的反应速率。同一温度、相同浓度下不同化学反应的值可以反映出反应进行的相对快慢。 书写速率方程时还须注意:对于稀溶液中溶剂、固体或纯液体参加的化学反应,其速率方程式的数学表达式中不必列出它们的浓度项。 3、反应速率理论 (1)碰撞理论

能量因素 碰撞理论把那些能够发生反应的碰撞称为有效碰撞,能够发生有效碰撞的分子称为活化分子。要使普通分子(即具有平均能量的分子)成为活化分子所需的最小能量称为活化能,用Ea表示。在一定温度下,反应的活化能越大,其活化分子百分数越小,反应速率就越小;反之,反应的活化能越小,其活化分子百分数就越大,反应则越快。

方位因素(或概率因素) 碰撞理论认为发生化学反应不仅要求分子有足够的能量,而且要求这些分子要有适当的取向(或方位),才有可能发生反应。对复杂的分子,方位因素的影响更大。

碰撞理论认为反应物分子必须具有足够的能量和适当的碰撞方向,才能发生反应。

(2)过渡状态理论

过渡状态理论认为,化学反应并不是通过反应物分子之间的简单碰撞就完成的,其间必须经过一个中间过渡状态,即反应物分子间首先形成活化配合物。活化配合物的特点是能量高、不稳定、寿命短,它一经形成,就很快分解。该活化配合物只在反应过程中形成,很难分离出来,它既可分解成为生成物,也可以分解成为原来的反应物。

活化配合物与反应物分子的能量差为正反应的活化能,活化配合物与生成物分子的能量差为逆反应的活化能。正逆反应的活化能差为该化学反应的热效应,即

4、影响化学反应速率的因素 (1)浓度对反应速率的影响

增大反应物的浓度将加快反应速率。

反应速率与反应物浓度之间的定量关系,不能简单地从反应的计量方程式获得,它与反应进行的具体过程及反应历程有关。反应速率与反应物浓度的关系是通过反应速率方程式定量反映出来的。 (2)温度对反应速率的影响

在温度变化不大或不需精确数值时,可用范特霍夫规则粗略估算:

阿伦尼乌斯方程:

2 ~ 4

(3)催化剂对反应速率的影响

催化剂 催化剂是一种少量存在就能显著改变反应速率,但不改变化学反应的平衡位置,而且在反应结束时,其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。


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