内容发布更新时间 : 2024/11/8 6:46:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
大学无机化学--------------------邱志国版
–1
△fH?m/（kJ? mol）－1216－548.1－393.5
–1–1
S?/（J·mol·K）112 72.09 213.64 m－△rH? mol1 m=－393.5+（－548.1）—（－1216）= 274.4 kJ·
－－△rS?mol1·K1 m= 213.64 + 72.09 —112 = 173.73 J·
??＞０；?rSm＞ 0 ，低温非自发，高温自发。 ?rHm??rHm274.4?1000转化温度T = = 1580K ??173.73?rSm BaCO3 + C = BaO + 2CO
–1
△fH?m/（kJ? mol）–1216 0 –548.1–110.53
–1–1S?m/（J·mol·K）112 5.74 72.09 197.56
－1△rH?= 2×(–110.53)+（–548.1）–0 –（–1216）= 446.84（kJ· mol） m－－△rS?mol1·K1) m= 2×197.56 + 72.09 – 5.74 –112 = 349.47 (J·
??rHm446.84?1000转化温度T = = = 1278（K） ?349.47?rSm结论：加还原剂后反应所需的温度降低。
第三章 化学反应速率
教学内容
1．化学反应速率； 2.影响化学反应速率的因素。
教学要求
掌握化学反应速率的表示方法；熟悉元反应、反应级数、反应速率常数、半衰期、有效碰撞、活化分子、活化能等概念；熟悉化学反应速率的影响因素及其本质；掌握质量作用定律及其应用条件；掌握Arrhenius公式及其应用；掌握一级反应的特点和有关计算。
知识点与考核点
1.化学反应速率的表示方法
aA + fF → gG + dD 0?
??BBB
21
大学无机化学--------------------邱志国版
v＝
d?1–1
(mol·l–·s) (单位体积中反应进度随时间的变化率)
V?dtv＝
dnBdcB
= 。
?B?V?dt?B?dt
因为反应进度与化学方程式书写方式有关, 所以速率方程也必须对应指定 的化学方程式。
2．元反应
直接作用，一步完成的反应。（复杂反应：由多步完成的反应，其中每一步均为元反应。） 速率方程：化学反应速率与反应物浓度的关系式。 3．质量作用定律
对元反应aA+fF=gG+dD，反应速率v＝
dcBaf＝k?cA（速率方程）。 ?cF?B?dt
k为速率常数。a + f为反应级数。
说明：① 质量作用定律仅适用于元反应；
② 速率方程中固体、纯液体、稀溶液中的溶剂浓度不表示； ③ 反应机理不清或非元反应的速率方程由实验测定。 4． 活化分子
能发生有效碰撞（能生成产物的碰撞）的分子，活化分子的能量较高。 5． 活化能Ea
活化分子所具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差。 6． Arrhenius公式 k＝Ae?EaRTlnk2EaT2?T1?() k1RT2T17． 一级反应 速率方程v??dc(B)?kdt， c(B)特点①lnc（B）与t 呈线性关系 [lnc（B）= –kt + lnc0（B）]。
②t12?0.693（半衰期t12与c0无关） k8．化学热力学与化学动力学
化学热力学研究的是反应能否进行，反应的限度如何；化学动力学研究的是反应的速度如何，
22
大学无机化学--------------------邱志国版
反应经历怎样的步骤，机理如何。所以热力学的自发进行与实际发生化学反应还不能完全一致。例如?rGm<0时，只能说明从化学热力学角度讲，在等温等压条件下，反应有自发进行的可能，但是有时实际上并不发生。例如常温、标准态下由H2和O2化合生成H2O的反．．应?rGm＜0，但是实际上几乎不发生此反应，若要实现此反应，往往要采用催化剂或其它手段以降低活化能。化学热力学的可能性与化学动力学的现实性之间的关系是：?rGm<0，反应不一定实际发生，但反应实际发生了，?rGm一定<0。；?rGm>>0，则反应一定不能发．．生。
思考题与习题解答
1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。 （1） 每种分子都具有各自特有的活化能。
答：不正确，活化能是活化分子所具有的最低能量与反应物分子平均能量之
差。（前提: 发生化学反应；特点:活化能是个差值，是对一个化学反应而言的，而不是对一个分子而言的）
（2） 影响反应速率的几个主要因素对反应速率常数也都有影响。
答：不正确，温度和催化剂同时影响反应速率和速率常数，而浓度和压强只影响反应速率，而不影响反应速率常数。
（3）如果某反应速率方程中每一反应物的级数，都与相应化学计量方程式 中的化学计量数相同，则该反应必是元反应。
答：否，例如H2+I2=2HI 速率方程为v=kc（H2）c（I2）， 曾经长期被认为是简单反应。但研究表明，此反应经历了两个步骤
c2(I)2① I2?2I （快反应，可逆平衡）； K?； c(I)?K?c(I2)；
c(I2)② H2?2I?2HI（慢反应，元反应）；
根据质量作用定律??k2c(H2)c(I)； [ 将c(I)?Kc(I2)带入 ] 得到其速率方程：??k2c(H2)Kc(I2) = kc(H2)c(I2) 虽然其速率方程符合质量作用定律，但此反应是复杂反应。
（4）加催化剂不仅可以加快反应速率，还可影响平衡，也可使热力学认为 不能进行的反应自发进行.
答：否，加催化剂只能改变反应速率，不能影响化学平衡，也不能改变反应方向。 （5）反应级数只能是0或正整数。
23
22大学无机化学--------------------邱志国版
答：错，反应级数不仅可以为0或正整数，而且可以为小数或负数。 （6）所有化学反应速率都和温度成正比。
答：不对，多数化学反应符合Arrhenius公式，但是一部分化学反应速率与温度的关系比较复杂，甚至有些反应（例如NO+O2=NO2）与温度成反比。 （7）升高温度可以加快所有化学反应的速率。答：错 [见(6)]。
2．选择题（将正确答案的标号填入空格内）
（1）已知反应A + 2B = 2D的速率方程为v=kc（A）c2（B），则该反应（） ①是元反应②是非元反应 ③应由实验确定④无法确定
答：正确答案是③。
（2）升高温度可以增加反应速率，主要原因是（） ①增加分子总数②增加活化分子总数 ③降低反应的活化能④使反应向吸热方向进行
答：正确答案是②。
（3）链反应的基本步骤有（），在链传递过程中，产生的自由基数目大于消耗掉的自由基数目的链反应是（）。
①链的引发，链的传递②链的引发，链的传递，链的终止 ③直链反应④支链反应 答：正确答案是②和④。
3．用锌和稀硫酸制取氢气，该反应的ΔrH为负值，在反应开始后的一段时间内反应速率加快，后来反应速率又变慢，试从浓度、温度等因素来解释此现象。
答：开始时，因为反应放热，使体系温度升高，加快反应了速率；随反应物 的消耗，其浓度下降，反应速率随之变慢。
4．反应 A（g）+ B（g）= 2D（g），ΔrH为负值，当达到化学平衡时，如改变下表中各项条件，试将其他各项发生的变化的情况填入表中：
改变条件 正反应速率 速率常数k正
增加A的分压
增加压力
降低温度
使用催化剂
答：
改变条件 正反应速率 速率常数k正
增加A的分压
增加压力
降低温度
使用催化剂
加快 不变
不变 不变
变慢 减小
加快 加快
5．化学反应发生爆炸的原因是什么？H2和O2的混合物（2:1）的爆炸半岛图上为什么存在三个爆炸极限？
24