第三章化學(xué)反應(yīng)速度與限度(好)

第三章化學(xué)反應(yīng)速率和限度第一部分：化學(xué)反應(yīng)速率1、化學(xué)速率的表示2、化學(xué)速率的理論3、化學(xué)速率的影響因素第二部分：化學(xué)反應(yīng)平衡（限度）1、化學(xué)平衡常數(shù)2、平衡常數(shù)與ΔG的關(guān)系3、化學(xué)平衡的影響因素（平衡移動）一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示法1、平均速率：某物質(zhì)濃度的變化值Δc與反應(yīng)前后所用時間Δt的比值稱為平均速度，表示為：V=——————或(Δc)產(chǎn)ΔtV=——————-(Δc)反Δt常用單位：mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1等等第一部分：化學(xué)反應(yīng)速率當(dāng)Δt趨近于0時的反應(yīng)速度稱為瞬時速度，用符號“V”表示。對于一般反應(yīng)：aA+bB=dD+eE不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速度間的關(guān)系V=lim——————=————(Δc)產(chǎn)Δt0ΔtdC產(chǎn)dtV=lim——————=-————-(Δc)反Δt0ΔtdC反dtV(A):V(B):V(D):V(E)=a:b:d:e——=——=——=——V(A)V(B)V(D)V(E)abdeV=斜率=-———ΔcΔttCΔcΔt2、瞬時速率二、速率理論碰撞理論1、基本概念有效碰撞活化分子活化能化學(xué)反應(yīng)的先決條件是反應(yīng)物分子必須先發(fā)生碰撞，能引起化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞，發(fā)生有效碰撞時形成的中間活化物分子稱為活化分子，活化分子的平均能量（E*）與反應(yīng)物分子的平均能量（E）之差稱為化學(xué)反應(yīng)的活化能EaEa＝E*－E活化配合物反應(yīng)物產(chǎn)物能量abc△HEaEa‘反應(yīng)進程圖基元反應(yīng)的能量變化示意圖2、△H=Ea-Ea’=Ea（正）-Ea（逆）一般化學(xué)反應(yīng)的活化能在60～250KJ·mol-1之間，活化能小于40KJ·mol-1的反應(yīng)速度很快，一般方法不能測定其反應(yīng)速度，活化能大于400KJ·mol-1的反應(yīng)，反應(yīng)速度就相當(dāng)慢。1、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（1）速率方程aA+bB＝gG+hH

V＝k·cAa·cBb

1.k的大小取決于反應(yīng)的本性,單位不同級數(shù)反應(yīng)單位不同2.k值與濃度無關(guān)3.k值隨溫度的升高而增大n=a+b反應(yīng)級數(shù)n=2+1=3三級反應(yīng)，對于NO為二級，O2為一級反應(yīng)三、影響反應(yīng)速率的因素反應(yīng)級數(shù)0123k的單位mol·L-1·s-1s-1L·mol-1·s-1(L·mol-1)2·s-1表1某些化學(xué)反應(yīng)的速度方程化學(xué)反應(yīng)速度方程1.2H2O2=2H2O+O22.S2O82-+2I-=2SO42-+I23.4HBr+O2=2H2O+2Br2

4.2NO+2H2=N2+2H2O5.CH3CHO=CH4+CO6.2NO2=2NO+O2

7.NO2+CO=NO+CO2(>523K時)v=k·c(H2O2)v=k·c(S2O82-)·c(I-)v=k·c(HBr)·c(O2)v=k·c2(NO)·c(H2)v=k·c3/2(CH3CHO

)v=k·c2(NO2)v=k·c(NO2)·c(CO)例1、340K時，N2O5濃度為0.160mol·L-1其分解反應(yīng)（一級反應(yīng)）的速度為0.056mol·L-1·min-1,計算該反應(yīng)的速度常數(shù)k及N2O5濃度為0.100mol·L-1時的反應(yīng)速度。解：(1)求速度常數(shù)k根據(jù)該實驗數(shù)據(jù)可以得出該反應(yīng)的速率方程為:V=k·ck=——=——=0.35(min-1)Vc0.0560.160(2)求N2O5濃度為0.100mol·L-1時的反應(yīng)速度:

V＝k×c＝0.35×0.100＝0.035(mol·L-1·min-1)答：反應(yīng)速度常數(shù)k=0.35min-1,N2O5濃度為0.100mol·L-1時的反應(yīng)速度為0.035(mol·L-1·min-1)N2O5的分解反應(yīng)速度（2）反應(yīng)級數(shù)的確定a、基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)一步完成的反應(yīng)稱基元反應(yīng)，又稱簡單反應(yīng)。分兩步或多步完成的反應(yīng)稱為非基元反應(yīng)，也叫復(fù)雜反應(yīng)。(1)H++H2O2→H3O2+(快反應(yīng))(2)H3O2+→H++H2O2(快反應(yīng))(3)H3O2+＋Br-→H2O+HOBr(快反應(yīng))(4)HOBr+H++Br-→H2O+Br2(慢反應(yīng))總反應(yīng)：H2O2+2H++2Br-＝Br2+2H2O決速步驟V＝k·c(HOBr)·c(H+)·c(Br-)速度方程不符合質(zhì)量作用定律的反應(yīng)一定是復(fù)雜反應(yīng)。速度方程符合質(zhì)量作用定律的反應(yīng)不一定是基元反應(yīng)。例2有一化學(xué)反應(yīng)：aA+bB=C，在298K時，將A、B溶液按不同濃度混合，得到下列實驗數(shù)據(jù)：A的初時濃度/mol·L-1B的初時濃度/mol·L-1初時濃度/mol·L-11.02.04.01.01.01.01.01.01.01.02.04.01.2×10-22.3×10-24.9×10-21.2×10-24.8×10-21.9×10-1求此反應(yīng)的速度方程和速度常數(shù)。解：設(shè)該反應(yīng)的速度方程為V＝k·cAm·cBn

(1)保持B的濃度不變，分析<1>,<2>,<3>組數(shù)據(jù)，因為速度V與A的濃度成正比，所以m＝1；(2)保持A的濃度不變，分析<4>,<5>,<6>組數(shù)據(jù)，速度V與B濃度的平方成正比，所以n＝2。答：該反應(yīng)的速度方程是V＝k·cA·cB2

速度常數(shù)是k=1.2×10-2(L2?mol-1·s-1)

因此該反應(yīng)的速度方程為:V＝k·cA·cB2(3)將任一組數(shù)據(jù)代入方程均可求出速度常數(shù)k：

k=——————=1.2×10-2(L2?mol-1·s-1)VcA·cB2

習(xí)題3氣體A(g)的分解反應(yīng)A→產(chǎn)物，當(dāng)A濃度等于0.50mol·L-1

時，反應(yīng)速度為0.014mol·L-1·s-1，如該反應(yīng)為：(1)零級反應(yīng)；(2)一級反應(yīng)；(3)二級反應(yīng)。A濃度等于1.0mol·L-1

時,反應(yīng)速度分別是多少?解:設(shè)該反應(yīng)的速度方程為:V=k·cm(1)零級反應(yīng):k=V=0.014mol·L-1·s-1，反應(yīng)速度與濃度無關(guān)，A濃度等于1.0mol·L-1

時,反應(yīng)速度還是0.014mol·L-1·s-1。(2)

一級反應(yīng):

k=——=——=0.028s-1VC0.0140.50c=1.0mol·L-1

時,V=0.028×1.0=0.028mol·L-1·s-1

(3)二級反應(yīng):

k=——=——=0.056L·mol-1·s-1VC20.0140.25c=1.0mol·L-1

時,V=0.056×1.02=0.056mol·L-1·s-1

如下列反應(yīng)：H2+I2＝2HI實驗測得速度方程是V＝k·c(H2)·c(I2)符合質(zhì)量作用定律，曾經(jīng)很長時間一直把它看作是基元反應(yīng)，然而最新的研究表明，它是一個復(fù)雜反應(yīng)。用質(zhì)量作用定律來判斷一個反應(yīng)是否為簡單（基元）反應(yīng)，只是一個必要條件，而不是充分條件。確定一個反應(yīng)的歷程是一件復(fù)雜的工作。真正的基元反應(yīng)例子是不多的。2、溫度對化學(xué)反應(yīng)速度的影響（2）阿累尼烏斯公式（1）范特霍夫規(guī)則結(jié)論：（1）溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大（2）絕大多數(shù)反應(yīng)速率都隨著溫度升高而顯著增加（3）溫度變化相同時，活化能較大的反應(yīng)，速率常數(shù)變化大（4）在低溫區(qū)內(nèi)溫度的改變對反應(yīng)速率的影響要比高溫區(qū)內(nèi)大例1某反應(yīng)的活化能Ea＝1.14×105J·mol-1。在600K時k＝0.75L·mol-1·s-1，計算700K的k。解：Ea＝1.14×105J·mol-1T2＝700KT1＝600K

k1＝0.75L·mol-1·s-1

k2=?k2＝26k1＝26×0.75＝20(L·mol-1·s-1)答:700K時的速度常數(shù)是k=20(L·mol-1·s-1)答：反應(yīng)的活化能是Ea=101kJ·mol-1例2實驗測得下列反應(yīng)：2NOCl(g)=2NO(g)+Cl(g)在300K時k1＝2.8×10-5L·mol-1·s-1；400K時k2＝7.0×10-1L·mol-1·s-1，求反應(yīng)的活化能。解：已知T2＝400KT1＝300Kk2＝7.0×10-1L·mol-1·s-1k1＝2.8×10-5L·mol-1·s-1

求Ea＝?lg——=———·———k2k1T2-T1T1T2Ea2.303REa=—————lg——=——————————lg————2.303RT1T2T2-T1k2k12.303×8.31×300×400400-3007.0×10-12.8×10-5＝1.01×105

J·mol-1＝101kJ·mol-1（2）催化反應(yīng)特點：１、催化劑對反應(yīng)速度的影響是通過改變反應(yīng)機理實現(xiàn)的。A+KAK+BAB+KE1E2EaA+B=ABⅠⅡ２、催經(jīng)劑只能改變反應(yīng)的速度而改變反應(yīng)達到平衡的時間，但不能改變平衡狀態(tài)和平衡常數(shù)。它的作用純屬動力學(xué)問題。３、催化劑同等程度地改變正逆反應(yīng)的速度，所以正反應(yīng)的催化劑也必然是逆反應(yīng)的A+K=AK+E1AK+B=AB+KE2催化劑的催化機理主要是改變了反應(yīng)的途徑，從而使反應(yīng)的活化能發(fā)生了改變（1）催化機理3、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速度的影響化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(a)(b)化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化示意(a)放熱反應(yīng)(b)吸熱反應(yīng)練習(xí)題：1、化學(xué)反應(yīng)的快慢用（C）表示A.物質(zhì)的量濃度

B.質(zhì)量濃度

C.化學(xué)反應(yīng)速度

D.平衡常數(shù)2、（D）是化學(xué)反應(yīng)速度的單位A．1

B．mol

C．mol/L

D．mol/(L·s)3、改變反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速度（C）A．增大

B．減小

C．改變

D．不變4、溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度（A）A．增大

B．減小

C．改變

D．不變5、使用負催化劑，化學(xué)反應(yīng)速度（B）A．增大

B．減小

C．改變

D．不變6、在同一條件下，只能向一個方向進行的反應(yīng)，叫做（D）A．吸熱反應(yīng)

B．放熱反應(yīng)

C．可逆反應(yīng) D．不可逆反應(yīng)選擇題7、在一定條件下，使CO2(g)和H2(g)在一密閉容器中進行反應(yīng): CO2(g)+H2(g)D CO(g)+H2O(g)下列說法中不正確的是（B）A．反應(yīng)開始時，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B．隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后為零C．隨著反應(yīng)的進行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后不變D．隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后不變8、在2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的反應(yīng)中,工業(yè)生產(chǎn)上為了充分利用SO2所采用的方法是（）A.增加O2的濃度

B.增加SO2的濃度

C.使用催化劑

D.增加SO3的量9、N2+3H2

2NH3合成氨反應(yīng)中,在下列情況下,不能使反應(yīng)速度加快的是()A．加入氮氣

B．減小壓強，擴大容器體積

C．加入適量催化劑

D．適當(dāng)升高溫度10、在N2+3H2=2NH3的反應(yīng)中,各物質(zhì)的起始濃度為[H2]=4摩/升,[N2]=3摩/升,[NH3]=0.5摩/升,經(jīng)過3分鐘后,[NH3]=0.8摩/升,則該反應(yīng)的反應(yīng)速度為

A．VH2=0.7摩/(升·分)

B．VNH3=0.3摩/(升·分)

C.

VN2=0.2摩/(升·分)

D．VH2=0.15摩/(升·分)11、下列幾種條件變化中，能引起反應(yīng)速率常數(shù)k值改變的是（）。A.反應(yīng)溫度改變B.反應(yīng)容器體積改變C.反應(yīng)壓力改變D.反應(yīng)物濃度改變14、對某一均為氣相物質(zhì)參加的吸熱可逆化學(xué)反應(yīng)，下列說法正確的是（）。A.溫度升高，正反應(yīng)速率常數(shù)增加，逆反應(yīng)的速率常數(shù)減小，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。B.溫度降低，活化分子的百分數(shù)下降，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢。C.溫度升高，正反應(yīng)活化能降低，逆反應(yīng)活化能增加，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。D.溫度降低，正反應(yīng)速率常數(shù)降低，逆反應(yīng)的速率常數(shù)增加，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢。12、由實驗測定，反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)的速率方程為：v=kc(H2)c(Cl2)，在其它條件不變的情況下，將每一反應(yīng)物濃度加倍，此時反應(yīng)速率為（

）。

①2v②4v③2.8v④2.5v13、測得某反應(yīng)的正反應(yīng)活化能Ea=70kJ·mol-1，逆反應(yīng)活化能Ea=20kJ·mol-1，此反應(yīng)的反應(yīng)熱為（

）。

①50kJ·mol-1

②-50kJ·mol-1

③90kJ·mol-1

④-45kJ·mol-115、在298K時，反應(yīng)2H2O2====2H2O+O2，未加催化劑前活化能Ea=71kJ·mol-1，加入Fe3+作催化劑后，活化能降至42kJ·mol-1，加入催化劑后反應(yīng)速率為原來的（

）倍。

①29

②1×103

③1.2×105

④5×10216、某反應(yīng)的速率常數(shù)為2.15L2·mol-2·min-1，該反應(yīng)為（

）。

①零級反應(yīng)

②一級反應(yīng)

③三級反應(yīng)

④二級反應(yīng)17、已知反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g)====2NOCl(g)，其速率方程為V=kc2(NO)c(Cl2)故此反應(yīng)（

）。

①一定是復(fù)雜反應(yīng)

②一定是基元反應(yīng)

③無法判斷18、下列敘述中正確的是()(A)在復(fù)合反應(yīng)中,反應(yīng)級數(shù)與反應(yīng)分子數(shù)必定相等(B)通常,反應(yīng)活化能越小,反應(yīng)越快(C)加入催化劑,使Ea(正)和Ea(逆)減小相同的倍數(shù)(D)反應(yīng)溫度升高,活化分子數(shù)降低,反應(yīng)加快19、增大反應(yīng)物濃度,使反應(yīng)加快的原因是()(A)分子總數(shù)增大(B)活化分子數(shù)增大(C)反應(yīng)級數(shù)增大(D)單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)增加20、反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)的反應(yīng)速率可以表示為v=-d(O2)/dt,也可以表示為（）A.v1=2d[SO3]/dt

B.v2=d[SO3]/dtC.v3=-2d[SO2]/dt

D.v4=d[SO2]/dt21、反應(yīng)A(g)+B(g)→C(g)的反應(yīng)速率常數(shù)k的單位為（）A.s-1B.L·mol-1·s-1C.L2·mol-2·s-1D.不能確定22、25℃時反應(yīng)N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)的△Hθ=-92.38KJ·mol-1,若溫度升高時A.正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小B.正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大C.正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率增大D.正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率減小23、質(zhì)量作用定律適用于（）。A.反應(yīng)物、生成物系數(shù)都是1的反應(yīng)B.那些一步完成的簡單反應(yīng)

C.任何能進行的反應(yīng)

D.多步完成的復(fù)雜反應(yīng)

24、某種酶催化反應(yīng)的活化能為50.0KJ·mol-1，正常人和體溫為37℃，若病人發(fā)燒至40℃，則此酶催化反應(yīng)的反應(yīng)速率增加了（）。

A.121%B.21%C.42%D.1.21%25、如果溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大一倍，則65℃的反應(yīng)速率要比25℃時的快（）。

A.8倍

B.16倍

C.32倍

D.4倍26、反應(yīng)A(g)+B(g)→C(g)的速率方程為v=k[A]2[B]，若使密閉的反應(yīng)容器增大一倍，則其反應(yīng)速率為原來的（）。

A.1/6倍B.1/8倍C.8倍

D.1/4倍

27、若反應(yīng)A+B→C,對于A和B來說均為一級的,下列說法中正確的是（）。A.此反應(yīng)為一級反應(yīng)

B.兩種反應(yīng)物中，無論哪一種的濃度增大一倍，都將使反應(yīng)速率增加一倍

C.兩種反應(yīng)物的濃度同時減半，則反就速率也將減半

D.該反應(yīng)速率常數(shù)的單位為s-128、影響化學(xué)反應(yīng)速率的首要因素是（）。A.反應(yīng)物的本性

B.反應(yīng)物的濃度C.反應(yīng)溫度D.催化劑29、升高溫度能加快反應(yīng)速率的原因是（）。A.加快了分了運動速率，增加分子碰撞的機會

B.降低反應(yīng)的活化能

C.增大活化分子百分數(shù)

D.以上說法都對30、某反應(yīng)的速率方程是v=k[c(A)]x[c(B)]y,當(dāng)c(A)減少50%時，v降低至原來的1/4，當(dāng)c(B)增大2倍時，v增大1.41倍，則x,y分別為（）。A.x=0.5,y=1B.x=2,y=0.7C.x=2,y=0.5D.x=2,y=231、反應(yīng)A和反應(yīng)B，在25℃時B的反應(yīng)速率較快；在相同的濃度條件下，45℃時A比B的反應(yīng)速率快，則這兩個反應(yīng)的活化能間的關(guān)系是（）。

A.A反應(yīng)活化能較大

B.B反應(yīng)的活化能較大

C.A、B活化能大小無法確定D.和A、B活化能大小無關(guān)32、800K時測定反應(yīng)CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g)的反應(yīng)速率數(shù)據(jù)如下，

則此反應(yīng)的級數(shù)應(yīng)為（）。

A.0

B.1

C.2D.41、催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但不能使化學(xué)平衡移動。2、反應(yīng)級數(shù)等于反應(yīng)方程式中各反應(yīng)物的計量數(shù)之和。3、降低CO2的分壓，可使反應(yīng)CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)的正反應(yīng)速率增加。4、升高溫度對吸熱反應(yīng)的速率增加較快，對放熱反應(yīng)的速率增加較慢。5、催化劑能使正、逆反應(yīng)速率同時增加，且增加的倍數(shù)相同。6、催化劑既可以加快反應(yīng)速率，又可以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。7、降低溫度可使放熱反應(yīng)速率增加，吸熱反應(yīng)速率減小。8、任何一個基元化學(xué)反應(yīng)可根據(jù)質(zhì)量作用定律的寫出它的速率方程。9、改變反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速度會增加。10、在同一條件下，只能向一個方向進行的反應(yīng)，叫做不可逆反應(yīng)。11、對于一個化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)活化能越大，其反應(yīng)速率就越快。12、溫度能影響反應(yīng)速率，是由于它能改變反應(yīng)的活化能。13、增加反應(yīng)物濃度，可加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)進行得更完全。14、反應(yīng)物濃度不變時，溫度每升高10oC，反應(yīng)速率一般增加1倍，則400K時的反應(yīng)速率是350K時的25倍。15、對一切化學(xué)反應(yīng)來說，如反應(yīng)物濃度增大，則反應(yīng)速率也將成倍增大。判斷題

高溫一、化學(xué)反應(yīng)的可逆性和化學(xué)平衡可逆的化學(xué)反應(yīng)進行到一定程度，達到動態(tài)平衡。CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)v正=k正C

CO2·CH2v逆=k逆C

CO·CH2Ot分鐘后v正

=v逆第二部分化學(xué)平衡（限度）二、平衡常數(shù)標準平衡常數(shù)K

經(jīng)驗平衡常數(shù)（或?qū)嶒炂胶獬?shù)）KpKc1、表達式（1）濃度常數(shù)Kc（或?qū)嶒炂胶獬?shù)）

對于一般可逆反應(yīng)：aA+bB—dD+eEKc

的單位是：

[mol·dm－3](d+e)－(a+b)

即為濃度的某次冪。（2）壓強常數(shù)Kp氣體反應(yīng)：aA(g)+bB(g)—dD(g)+eE(g)（3）Kc

和Kp

之間的相互換算

（1）

在書寫Kc或Kp

表達式時，只寫濃度或分壓可變的溶液相和氣相，純固態(tài)和純液態(tài)物質(zhì)，不寫入。Cr2O72－(aq)+H2O(l) 2CrO42－(aq)+2H+(aq)

H2O為液相，不寫入。（2）平衡常數(shù)之間的下列關(guān)系，要熟練掌握。

N2+3H2 2NH3

1/2N2+3/2H2 NH3

如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)Kp=固相不寫入。

2、平衡常數(shù)的表示的書寫要求

K′′c=(K′c)2，計量數(shù)擴大2倍，K乘2次方正反應(yīng)aAbB逆反應(yīng)bBaA

（3）

互逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)互為倒數(shù)。

2NO+O2 2NO2(1)

2NO2N2O4(2)

2NO+O2 N2O4(3)（4）反應(yīng)方程式相加(減)，平衡常數(shù)相乘(除)。

(1)+(2)得（3），而K3=K1·K2

。3、平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)的程度

例1：反應(yīng)CO(g)+H2O(g)——H2(g)+CO2(g)某溫度時，Kc=9。CO和H2O的起始濃度皆為0.02mol·dm－3

時，求CO的平衡轉(zhuǎn)化率。

解:設(shè)平衡時，生成H2為Xmol/L

CO(g)+H2O(g)——H2(g)+CO2(g) t0 0.02 0.02 0 0 t平

0.02－x0.02－xx x

若改變溫度，使Kc=1，求轉(zhuǎn)化率。

在其余條件相同的前提下，K值越大，轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)進行程度越高。求得轉(zhuǎn)化率為50%。

已轉(zhuǎn)化掉的[CO]為0.015mol·dm－3

，所以，轉(zhuǎn)化率

例2

某溫度下反應(yīng)N2(g)+3H2(g)——2NH3(g)達到平衡時，測得c(NH3)=4mol·dm－3

，c(N2）=3mol·dm－3

，從c（H2）=9mol·dm－3，求該溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc

。

Kc=7.310－3(mol·dm－3)－2

解:

例：

濃度 [A]=5mol·dm－3

相對濃度為

故相對濃度和相對分壓都是沒有單位的量。平衡時，相對濃度和相對分壓當(dāng)然也將保持不變。

分壓 pA=101.013105Pa

相對分壓為4、標準平衡常數(shù)（1）規(guī)定：將濃度或分壓分別除以各自的標準態(tài)（C

=1mol/L,P

=100kPa）即得相對濃度或相對分壓。

對溶液反應(yīng)aA(aq)+bB(aq)——dD(aq)+eE(aq)

平衡時

對氣相反應(yīng)aA(g)+bB(g)——gG(g)+hH(g)

平衡時

對于復(fù)相反應(yīng)，如CaCO3(s)——CaO(s)+CO2(g)

（2）K

標準平衡常數(shù)

對于不含氣相物質(zhì)的反應(yīng)，K

和經(jīng)驗平衡常數(shù)K在數(shù)值上相等，因為標準態(tài)的值為1。但是，有氣相物質(zhì)參加的反應(yīng)，K

和K之間經(jīng)常不相等，因為標準態(tài)p

≠1。

解：

例2：反應(yīng)A(g)

2B(g)在某溫度達到平衡時，各組分的分壓均為1.013105Pa，求其經(jīng)驗平衡常數(shù)Kp

和標準平衡常數(shù)K

。

二、標準平衡常數(shù)K和rGm的關(guān)系

rGm=rGm+RTlnQ1、范特荷甫(van’tHoff)等溫式：即rGm=－RTlnK即

例2：求2NO2(g)—N2O4(g)298K時的K

解：查表得fGm(NO2

，g)=51.30kJ·mol－1 fGm(N2O4，g)=97.82kJ·mol－1故K=6.88

rGm=fGm(N2O4，g)－2fGm(NO2，g) =97.82－51.302=－4.87(kJ·mol－1)

注意利用rGm

，通過公式求得的平衡常數(shù)一定是K

。

例3CaCO3(s)—CaO(s)+CO2(g)求反應(yīng)平衡時CO2的分壓。解：查表得fGm值，計算出rGm=130kJ·mol－1

求出K=1.610－23

這說明，298K時CaCO3

表面CO2

的平衡分壓是1.610－18Pa。若CO2

分壓低于此值，則298K時CaCO3

將要分解。即這個數(shù)據(jù)的實際意義是什么？

=1.610－23p=1.610－231.013105Pa=1.610－18Pa

Q<K

時，反應(yīng)正向進行，由公式得rGm<0；

Q>K

時，反應(yīng)逆向進行，由公式得rGm>0；

Q=K時，反應(yīng)達到平衡，由公式得rGm=0。

rGm=－RTlnK

代入化學(xué)等溫式，得

rGm=－RTlnK+RTlnQ1、濃度對化學(xué)平衡的影響

三、化學(xué)平衡的移動

導(dǎo)致平衡移動的原因，可以從反應(yīng)商的改變和平衡常數(shù)的改變兩個方面去考慮。

即例1：反應(yīng)CO(g)+H2O(g)—CO2(g)+H2(g)某溫度下達到平衡時c(CO)=c(H2O)=0.005mol·dm－3c(CO2)=c(H2)=0.015mol·dm－3向平衡體系中加H2O(g)，使c(H2O)=1mol·dm－3。試判斷平衡移動的方向，并求重新平衡時CO的轉(zhuǎn)化率。

解：平衡因濃度的改變而被破壞時，Q發(fā)生變化平衡將右移。

CO(g)+H2O(g)—CO2(g)+H2(g)t0 0.005 10.015 0.015t 0.005－x1－x 0.015+x0.015+x

若從c(CO)=0.02mol·dm－3

算起，第一次平衡時，轉(zhuǎn)化率為75%

。而此時轉(zhuǎn)化率

改變濃度將使平衡移動，增加一種反應(yīng)物的濃度，可使另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高。這是工業(yè)上一項重要措施。解得轉(zhuǎn)化率某溫度下，反應(yīng)N2(g)+3H2(g)—2NH3(g)達到平衡：

現(xiàn)將體系的總壓擴大2倍，試判斷平衡移動的方向。pi=p總Xi

，Xi

不變，p總擴大2倍，pi

將擴大2倍。故即

平衡右移。2、壓強對化學(xué)平衡的影響（1）、改變體系的總壓力2、改變體系的體積（改變了體系的總壓）aA(g)+dD(g)eE(g)+fF(g)

當(dāng)體積V→V

p→xP①∑υB＞0（氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)）：Q＞Kθ，△rGm＞0，平衡逆向移動②∑υB＜0（氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)）：Q＜Kθ，△rGm＜0，平衡正向移動③∑υB=0（反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)）Q=Kθ，△rGm=0，平衡不發(fā)生移動同理，當(dāng)體系的體積增大時：總壓力減小，平衡移動的方向與上述情況恰恰相反。在308K和100kPa下，某容器中反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)達平衡時，各物質(zhì)的分壓分別為：p(N2O4)=58kPa，p(NO2)=42kPa。計算：上述反應(yīng)體系的壓力增大到200kPa時，平衡將向何方移動？壓力增加一倍時:p(N2O4)=2×58kPa=116kPa，p(NO2)=2×43kPa=86kPa例9：解：3、加入惰性氣體（改變了體系的總壓力）①定溫定容下：加入惰性氣體p總增加，各組分的分壓不變

Q=Kθ，平衡不發(fā)生移動。②在定溫定壓下：加入惰性氣體p總不變，V增加，各組分的分壓下降平衡將向氣體分子數(shù)增加的方向移動∑υB＞0平衡正向移動∑υB＜0平衡逆向移動溫度的變化，將使Kθ

改變，從而影響平衡。

rGm=－RTlnK，rGm=rHm－TrSm

聯(lián)立，得－RTlnK=rHm－TrSm，這里，近似地認為rHm和rSm不隨溫度變化。不同溫度T1，T2

時，分別有等式(1)(2)3、溫度對化學(xué)平衡的影響

對于吸熱反應(yīng)，rHm>0，當(dāng) T2>T1

時，K2>K1

，平衡右移；

T2<T1

時，K2<K1

，平衡左移。

對于放熱反應(yīng)，rHm<0，當(dāng) T2>T1

時，K2<K1

，平衡左移；

T2<T1

時，K2>K1

，平衡右移。

(2)－(1),得例題：家用壓力鍋中，水沸騰時蒸汽壓力為150kPa,計算此時水的溫度。解：已知：H2O(l)=H2O(g)ΔrHθm=44.0kJ/mol

T2=384k4、催化劑對化學(xué)平衡的影響一定溫度下，加入催化劑后反應(yīng)物（始態(tài)）和生成物（終態(tài)）仍保持不變，標準平衡常數(shù)也不變aA+dD+ZeE+fF+Z（Z為催化劑）無催化劑時：v正=k正ca（A）cd（D）v逆=k逆ce（E）cf（D）v正=v逆k正ca(A)cd(D)=k逆ce(E)cf(D)平衡時：有催化劑時：

v′正=k′正ca（A）cd（D）c(Z)

v′逆=k′逆ce（E）cf（D）c(Z)平衡時：

v’正=v’逆

k’正ca(A)cd(D)c(Z)=k’逆ce(E)cf(D)c(Z)

催化劑不能引起平衡的改變，只能加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短到達平衡所需的時間。對正反應(yīng)是一種優(yōu)良催化劑，對逆反應(yīng)同樣也是一種優(yōu)良催化劑，催化劑對加快正、逆反應(yīng)的速率倍數(shù)相等。練習(xí)題選擇題1、影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素有（）。A.催化劑B.反應(yīng)物的濃度C.總濃度D.溫度2、一定溫度下，某化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)（）。A.恒為常數(shù)

B.由反應(yīng)式?jīng)Q定

C.隨平衡濃度而變

D.隨平衡壓力而變3、25℃時反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)的△Hθ=-196.6KJ·mol-1,當(dāng)其達到平衡時，K將（）。A.隨溫度升高而增大B.隨溫度升高而減小C.隨加熱而減小

D.隨產(chǎn)物的平衡濃度增大而增大4、反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度關(guān)系密切，它們的關(guān)系是（）。A.取決于反應(yīng)的熱效應(yīng)B.隨溫度升高，K值減小C.隨溫度升高，K值增大D.K與T呈直線關(guān)系5、對可逆反應(yīng)來說，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)間的關(guān)系為()。

A.相等

B.二者正、負號相反

C.二者之和為1

D.二者之積為14、若反應(yīng)N(g)+H2(g)

NH(g)在某溫度下的標準平衡常數(shù)為2，那么在該溫度下氨合成反應(yīng)N+3H2

2NH的標準平衡常數(shù)是（）A.4B.2C.1D.0.5E.0.255、已知升溫增壓都可使反應(yīng)2A+B2

C的平衡向左移動，下列敘述中正確的是A.產(chǎn)物C發(fā)生分解的反應(yīng)是放熱反應(yīng)

B.反應(yīng)的Kθ=

C.反應(yīng)的Kθ=

D.反應(yīng)的Kθ=6、已知25℃時反應(yīng)AgBr(s)→Ag(aq)+Br(aq)的△Gθ=70.25KJ·mol-1，則此反應(yīng)的平衡常數(shù)為（）。A.2.0×10B.7.2×10C.4.9×10D.5.6×107、若25℃時HCO3-(aq)和CO32-(aq)的各為-587.06和-528.10KJ·mol-1，則反應(yīng)HCO3-(aq)→H(aq)+CO32-(aq)的△Gθ和平衡常數(shù)分別為（）。

A.1115.16KJ·mol-1和4.7×10B.58.96KJ·mol-1和4.7×10C.558KJ·mol-1和4.9×10

D.58.96KJ·mol-1和5×108、已知反應(yīng)N2O4(g)→2NO2(g)在600℃時K1=1.78×104，轉(zhuǎn)化率為a%；在100℃時K2=2.82×104，轉(zhuǎn)化率為b%，并且b>a，則下列敘述中正確的是（）

A.由于1000℃時的轉(zhuǎn)化率大于600℃時的，所以此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.因為K隨溫度升高而增大，所以此反應(yīng)的△H>0C.此反應(yīng)的Kp=Kc

D.因為K隨溫度升高而增大，所以反應(yīng)的△H<09、已知乙苯脫氫的反應(yīng)C6H5-C2H5(g)→C6H5-C2H3(g)+H2(g),在873K時Kp=0.178,則在該溫度及平衡壓力為101.325KPa下，純乙苯的轉(zhuǎn)化率為（）。A.18.9%B.15.1%C.30.2%D.38.9%10、反應(yīng)(1)CoO(s)+CO(g)→Co(s)+CO2(g)(2)CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(l)(3)H2O(l)→H2O(g)的平衡常數(shù)各為K1、K2和K3。則反應(yīng)CoO(s)+H2(g)→Co(s)+H2O(g)的K等于（）。A.K1+K2+K3B.K1-K2-K3C.K1K2K3D.K1K3/K2

11、已知反應(yīng)NO(g)+CO(g)=1/2(g)+CO2(g)的DrH$=-373.2kJ·mol-1，若提高有毒氣體NO和CO的轉(zhuǎn)化率，可措施是：A．低溫低壓；B．低溫高壓；C．高溫高壓；D．高溫低壓12、已知反應(yīng)A(g)+2B(l)<====>4C(g)的平衡常數(shù)K=0.123,那么反應(yīng)2C(g)=1/2A(g)+B(l)的平衡常數(shù)K=()A．8.13；B．2.85；C．0.123；D．–0.246；13、為了提高CO在反應(yīng)CO(G)+H2O(G)→CO2(G)+H2(G)中的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是A．增加CO的分壓

B．增加水蒸氣的分壓

C．按比例增加H2O(G)和CO(G)的分壓D．增加H2的分壓14、有A+B

C型的可逆反應(yīng)，如加壓可使A的平衡轉(zhuǎn)化率增大，已知B為固態(tài)物質(zhì)，則A和C狀態(tài)是（）。A．A為固態(tài)，C為氣態(tài)

B．A．C均為氣態(tài)

C．A為氣態(tài)，C為固態(tài)

D．A．C均為固態(tài)15、在一放熱反應(yīng)中，溫度升高10℃，將發(fā)生（）變化A．平衡常數(shù)減小

B．平衡常數(shù)增加一倍

C．平衡常數(shù)減小一半

D．不改變反應(yīng)速度16、某一反應(yīng)在一定條件下的平衡轉(zhuǎn)化率為25.3%,當(dāng)有一催化劑存在時，其轉(zhuǎn)化率是：A．>25.3%

B．=25.3% C．<25.3% D．接近100%17、下列（）條件有利于3O2→2O3轉(zhuǎn)化ΔH=288.7KJ：A．高溫低壓 B．高溫高壓 C．低溫低壓 D．低溫高壓18、對一個化學(xué)反應(yīng)來說，下列說法中正確的是（）A．ΔG0越負，反應(yīng)速度越快

B．ΔH0越負，反應(yīng)速度越快C．活化能越大，反應(yīng)速度速快D．活化能越小，反應(yīng)速度越快

19、在反應(yīng)：CO2（g）+C（s）

2CO（g）-171.5KJ采用下列（）方法可使平衡向右移動

A．降低壓力，降低溫度

B．降低壓力，增加溫度

C．增加壓力，增加溫度

D．增加壓力，降低溫度填空題1、將等物質(zhì)的量的A和B混合于2dm3密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)3A(g)+B(g)

xC(g)+2D(g),經(jīng)5分鐘后反應(yīng)達平衡時，測知D的濃度為0.500mol·dm-3，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol·dm-3·min-1，則B的平均反應(yīng)速率為

，x值為

。2、某化學(xué)反應(yīng)A+2B===C是一步完成的，開始時A的濃度為0.500mol·dm-3，B的濃度為0.100mol·dm-3，一秒鐘后，A的濃度下降