初中化学知识点总结.ppt

1,2,3,4,化学反应都有自发趋向平衡的热力学特性，如何来衡量一个平衡呢？即如何来定量描述一个已知的化学平衡呢？rGm(T)；平衡常数。平衡常数是如何对一个平衡进行数量化标志的呢？表达式。,1、化学平衡常数,5,6,7,对于气体反应系统：0=BBB则：K=B（pBeq/p）vB,(2)化学平衡常数表达式(标准平衡常数),8,化学平衡常数表达示例0=BBB,对于气体反应系统:则：K=B（pBeq/p）vB对于稀溶液反应系统：K=B（bBeq/b）vB对于混合反应系统：气态物质以分压，溶液以量浓度表示。固体或纯液体不必列出。S2-(aq)+2H2O(l)H2S(g)+2OH-(aq)K=p(H2S)/p.b(OH-)/b2/b(S2-)/b,9,关于平衡常数需要注意的问题：,标准平衡常数不再分浓度和压力常数；溶液中K与Kc数值上相等，量纲为一。反应方程式写法不同，平衡常数的表达式和数值亦不同；固体和纯液体不出现在平衡常数表达式中；适用于其他热力学可逆过程，如相平衡等；若:反应=反应反应则:K=KK(即遵循多重平衡规则),10,（3）标准平衡常数的应用：,判断反应的程度标准平衡常数越大，表示向右进行的趋势越大，平衡后，生成物与反应物的比例越大，反之则越小。预测反应进行的方向化学反应等温方程式（反应商）计算化学平衡时的平衡组成平衡组成、平衡常数、转化率、选择性等之间的互算,11,12,2、标准吉布斯函数变与平衡常数,rGm(T)=rGm(T)RTlnB(pB/p)vB平衡时：rGm(T)=0rGm(T)=-RTlnB（peqB/p)vB=-RTlnK,13,2、标准吉布斯函数变与平衡常数,将等温方程rGm(T)=rGm(T)RTlnB（pB/p)vBB（pB/p)vB计为反应商Q又K=B（pBeq/p)vB,化学反应的反应商判据,14,CO(g)+H2O(g)CO2(g)H2(g)-137.17-228.57-394.360rGm=-394.36-(-137.17-228.57)=-28.62kJmol-1lgK=-rGm(T)/2.303RT28.6210002.3038.314298.15=5.01K=1.02105,fGm,例:计算反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)H2(g)在298.15K标准状态时的平衡常数.,解：B（pB/p）vB=(313)/(22)=0.75K答：此条件下甲烷的转化反应能够向右进行。,例:常压下，CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)在700K时的标准平衡常数K=7.40,经测定某时各物质的分压；p(CH4)=0.20MPa，p(H2O)=0.20MPa，p(CO)=0.30MPa，p(H2)=0.10MPa。问此条件下甲烷的转化反应能否进行？,15,16,勒夏特列（吕查德里，LeChtelier）原理：改变平衡系统的任一条件，平衡将向减弱这个改变的方向移动。C;P;T。这个原理对于平衡普遍适用，但缺乏定量关系。真正回答平衡移动的方向有赖于热力学第二定律。,二、化学平衡的移动,外界条件的改变而使可逆反应从一种平衡状态向另一种平衡状态转化的过程叫做化学平衡的移动。,17,1、浓度对化学平衡的影响,例.在分别含有0.100molkg-1的AgNO3、Fe(NO3)2和0.0100molkg-1Fe(NO3)3混合溶液中发生如下反应：Fe2+Ag+Fe3+Ag25oC时，K=2.98反应向哪个方向进行；平衡时Ag+、Fe2+、Fe3+的浓度；Ag+的转化率；如果保持Ag+、Fe3+的浓度不变，而使Fe2+的浓度变为0.300molkg-1,求在新条件下Ag+的转化率。,解(1)起始时：Q=0.0100/0.100/0.100=1.00QK,所以反应向正方向进行。(2)平衡组成计算Fe2+Ag+Fe3+Ag开始浓度molkg-10.1000.1000.0100浓度变化molkg-1-x-x+x平衡浓度molkg-10.100-x0.100-x0.0100+xK=(0.0100+x)/(0.100-x)2=2.98x=0.0130(3)Ag+转化率x/0.100=0.0130/0.100100=13(4)Fe2+Ag+Fe3+Ag新平衡浓度0.3-y0.1-y0.01+y(0.01+y)/(0.3-y)/0.1-y)=2.98y=0.0381=y/0.1=38.1由此可见，增大某反应物浓度，可使反应向正方向移动且使另一反应物的转化率增大。,18,19,总压的改变将同等程度地改变各组分气体的分压力，因此平衡移动的方向将决定于各组份气体计量数的代数和。,即，总压力增加时:BB0的反应，平衡左移；BB=0的反应，平衡不受影响。,2、压力对化学平衡的影响总压或总体积变化,20,21,2、压力对化学平衡的影响分压的变化,与浓度对化学平衡的影响类似若在原平衡系统中增加某反应物的分压，反应将向正方向进行，即平衡将向右移动；若在原平衡系统中增加某生成物的分压，反应将向逆方向进行，即平衡将向左移动；（例略）,22,2、压力对化学平衡的影响惰性气体的影响,恒温下若在反应系统中引入不参与反应的惰性气体（1）体积不变，但系统总压增加，则任何情况下平衡都不会发生移动。这是因为系统总压增加来自惰性气体，各组分分压并无改变。（2）维持总压不变，而系统体积增大，则当反应的不等于零时，平衡将发生移动（如何移动？）。,将1.0molN2O4置于密闭容器中，按下式分解。在25及100kPa下达平衡,N2O4转化率为50。求1.计算反应的K2.25,1000kPa时N2O4的转化率并说明压力对反应平衡的影响。,N2O4(g)2NO2(g),起始物质量/mol1.00变化量/mol-0.5+1.0平衡量/mol1.0-0.51.0平衡时物质总量/mol1.0+0.5=1.5K=1.3(pi=pni)K=42/(1-2)p/p=1.3=0.18(x=0.18)总压力由100kPa增加到1000kPa，N2O4转化率由50降至18，平衡左移（分子数减少方向）,23,24,25,解:fHm/kJmol-1-110.53-241.82-393.520rHm=-393.52(-110.53-241.82)=-41.46kJmol-1,+lgK1(ppt-11),lgK2=,=-5.21+5.01=-0.20,K20.63K（298.15K）=1.02105,例,计算反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)H2(g)在1073K时的平衡常数.,26,例,根据平衡移动原理讨论2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)O2(g)rHm(298.15K)0（操作中未标明的指温度、体积、压力不变过程）,操作项目平衡数值加O2H2O物质的量加O2HCl物质的量加O2O2物质的量增大容器体积H2O物质的量减小容器体积Cl2物质的量减小容器体积Cl2的分压减小容器体积K升高温度K升高温度HCl分压加催化剂HCl物质的量,27,化学动力学,化学热力学只预言给定条件下反应的可能性和发生的程度不回答现实性和反应的时间（速率）。宏观机制；趋势速率化学动力学研究反应速率和影响速率的因素（分子结构、温度、压力、浓度、介质、催化剂等），还研究反应的历程（机理、机制）。,27,28,化学反应发生的必要条件是反应物分子（或原子、离子）间的碰撞。,1活化分子有效碰撞理论（简单碰撞）,只有极少数活化分子的适宜几何方位的碰撞才能发生化学反应，称“有效碰撞”；,29,(分子连心线上的相对平动能大于一个阈能(Ec)，阈能(Ec)活化能(Ea)1/2RT),-dCA/dt=ZABq=(rA+rB)2(8pkBT/m)1/2e-Ec/RTCACB,活化分子的最低能量与反应物分子平均能量之差叫活化能:,Ea=E(最低)-E(平),Ea可以通过实验测定。Ea=RT2dk/dT,30,31,k=K,32,33,34,35,2温度对反应