化学反应基本原理

化学反应基本原理第4章化学反应基本原理第一节化学平衡一、可逆反应与化学平衡1.可逆反应：同一条件下既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。2.化学平衡：对于可逆反应，当正、逆反应反应速率相等时，体系中各物质的浓度不再发生变化，即达到化学平衡。注意：(1)化学平衡是动态平衡，反应没有停止，只是正、逆反应速率相等（V正=V逆）。(2)化学平衡时，若改变反应条件（温度、浓度或压力），平衡会移动，直到建立新的平衡。(3)均相平衡与多相平衡。二、化学平衡常数1.实际平衡常数一定条件下的可逆反应aA+bB═dD+eE平衡时：Kc：浓...

第4章化学反应基本原理第一节化学平衡一、可逆反应与化学平衡1.可逆反应：同一条件下既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。2.化学平衡：对于可逆反应，当正、逆反应反应速率相等时，体系中各物质的浓度不再发生变化，即达到化学平衡。注意：(1)化学平衡是动态平衡，反应没有停止，只是正、逆反应速率相等（V正=V逆）。(2)化学平衡时，若改变反应条件（温度、浓度或压力），平衡会移动，直到建立新的平衡。(3)均相平衡与多相平衡。二、化学平衡常数1.实际平衡常数一定条件下的可逆反应aA+bB═dD+eE平衡时：Kc：浓度平衡常数Kp：压力平衡常数Kc、Kp称为实际平衡常数，由测定平衡时体系中各种物质的浓度或分压求得。注意：若a+b≠d+e，则Kc、Kp有单位。2. 标准平衡常数（又称热力学平衡常数）平衡常数还可以从热力学计算求得，称为热力学平衡常数,或标准平衡常数。　　　　　　：用平衡浓度或平衡压力除以标准浓度C(1mol/l)或标准压力P(101.325kPa)。注意：(1)平衡常数与反应有关，即不同的反应有不同的平衡常数。（2）与温度有关，不同温度下有不同的（3）越大，正反应进行的程度越大，反应越完全。三、化学平衡移动　　一定条件下的化学平衡，若条件变化，原来的化学平衡　遭到破坏，化学平衡发生移动，达到新的化学平衡，这个过程称为化学平衡移动。1.浓度对化学平衡的影响　　　，平衡向正反应方向移动（增加反应物浓度或减少生成物浓度，正方向移动；　　　，平衡向逆反应移动（增加生成物浓度或减少反应物浓度，逆反应方向移动。　　　，平衡状态；2.压力对化学平衡的影响注意：压力对无气体参与的反应无影响。压力对化学平衡的影响是通过浓度对化学平衡的影响实现的。3.温度对化学平衡的影响　K与温度T有关，不同温度下有不同的K，它与反应热有关。（1）吸热反应：升高温度，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡向逆反应方向移动。（2）放热反应：升高温度，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。4.催化剂　　改变化学反应历程，缩短或减少达成化学反应平衡的时间,不能改变体系的平衡组成，因此对化学平衡没有影响。第二节化学反应的方向和限度一、自发过程1.自发过程：一定条件下不依靠外力自动进行的过程即自发过程2.自发过程的特征：　　(1)单向性，只向一个方向进行；逆向进行，环境必须做功。　(2)具有做功能力。(3)有一定限度，自发过程做功能力是有限的。(4)自发过程是单向的向平衡态进行，平衡态即是自发过程的极限。二、熵与熵变1.熵：描述物质混乱程度的热力学函数，用S表示。体系的有序性越高，混乱度越小，熵值越小。注意：S是状态函数，广度性质。熵的特点：（1）S与物质的存在状态有关，S(g)>S(l)>S(s)（2）在相同物理状态下，复杂分子较简单分子具有较高熵。（3）温度T不同时，（4）对于气体，压力P不同时，2.标准熵（）在绝对零度时(0K)，任何纯物质的完美晶体的熵值为零。在指定温度T和101.3kPa压力下，1mol纯物质的熵称为该物质的标准熵，用表示，单位Jmol-1K-1。(熵值较焓H小得多）注意：(1)纯单质的标准熵不等于零；（与焓H不同）(2)体系的熵变与绝对温度成反比，3.熵变及熵增加原理熵变：体系的混乱度的变化叫做熵变，S　　　　　S＝S终－S始　　熵增原理：S孤≥0即孤立体系的自发过程总是朝着熵增加的方向进行，当过程进行到孤立体系的熵达到最大值时，即达到过程的限度—平衡态（此时S=0）。　　　　S孤>0：　自发过程；　　　　S孤＝0：体系处于平衡态；　　　　S孤<0:非自发过程。4.化学反应熵变计算注意：对于非孤立体系：S总＝S体系＋S环境三、自由能与自由能变　　自发过程，倾向于体系获得能量最低和混乱度最大的状态。1.自由能与自由能变　　　　G=H-TS　G：自由能（或Gibbs自由能），是状态函数。注意：G无法测得绝对值。　　等温、等压条件下，G=H-TS=Ｗ(Gibbs-Helmholtz方程)　　　G：自由能变，体系自由能的减少等于等温、等压条件　下体系所做的最大有用功，即自由能是指体系总能量中能做　有用功的那一部分能量。2.标准生成自由能()指定温度、101.3kPa，由最稳定单质生成1mol指定相态化　合物的自由能变，称为该物质的标准生成自由能，，kJ/mol3.自由能变与化学反应的方向与限度化学反应在等温、等压下进行，一般不作有用功。　　　G<0：　过程自发，正向反应能进行。等温、等压条件下，　　　　　　　　　自发过程总是向着体系自由能减小的方向进行，即自由能降低原理。自由能降低是体系自发进行的动力。　　　G＝0：体系处于平衡态；　　　G>0:　过程非自发，正向反应不能进行，逆向反应是自发4.化学反应自由能变的计算（1）由标准生成自由能（2）G=H-TS（即Gibbs-Helmholtz方程）①H<0，S>0，G<0：放热，混乱度增大，反应任何温度下都能进行。②H>0，S<0，G>0：吸热,混乱度降低,正反应不能发生，逆反应则可进行。③H<0，S<0：放热，混乱度降低，欲使反应进行（G<0）必须降低温度，反应在低温下才能进行。④H>0，S>0：吸热，混乱度增加，欲使反应进行(G<0)必须升高温度，反应在高温下才能进行。例：下述反应在298K、1500K温度下能否进行？5.自由能与标准平衡常数一个化学反应，各物质浓度或分压不是单位浓度或101.3kPa,是任意浓度或分压，就不能用G来判断反应的方向和限度，要用G来判断。G=G+RTlnKK为标准平衡常数，Q为浓度商或压力商，R=8.314Jmol-1K-1注意:计算时要统一单位！由某一温度下的平衡常数可以计算另一温度下的平衡常数。P1112-1、2-2、2-4、2-5、2-6、2-9、2-10、2-11、2-12

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