第2章化学反应的基本原理知识点

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第二章 化学反应的基本原理知识点

一、基本概念:

体系和环境;状态和状态函数;过程和途径;热与功;相;化学计量数与反应进度;焓;熵;吉布斯自由能。

① 状态函数的特征:状态一定值一定,途殊回归变化等,周而复始变化零。

② 热和功(非状态函数)

符号:体系吸热 Q为+ 体系放热 Q为—

体系做功 W为— 环境做功 W为+

体积功 : W=-P外·ΔV

③ 化学计量数与反应进度:

N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g)

化学计量数 ν(N2)= -1 ν(H2) =-3 ν(NH3) = 2

反应进度1mol:表示1mol N2与3mol H2作用生成2mol NH3

12N2 (g) + 32H2 (g) = NH3 (g)

化学计量数:ν(N2)=-12 ν(H2)=-32 ν(NH3) = 1

反应进度1mol:表示12mol N2与32mol H2作用生成1mol NH3

④ 熵:

S(g)>S(l)>S(s) ; S(复杂)> S(简单) ;

气体:S(高温) > S(低温); S(低压) > S(高压);

固~液相溶,S增大; 晶体析出,S减小;

气~液相溶,S减小; 固体吸附气体,S减小; 气体等温膨胀,S增大

二、盖斯定律

总反应的反应热等于各分反应的反应热之和。

若反应①+反应②反应③,则312rmrmrmHHH

若反应①×2—反应②反应③,则3212rmrmrmHHH

三、热力学第一定律:UQW

四、化学反应的方向

(298.15)()rmBfmBHkHBg (298.15)()rmBmBSkSBg

(298.15)()rmBfmBGkGBg

(注:指定单质通常为稳定单质的()0fmHB,()0fmGB

()T(298k)T298rmrmrmrmrmGTHTSTHSK 反应在标准状态下进行:

若0rmGT,则反应正向自发进行;

若0rmGT,则反应处于平衡状态;

若()0rmGT,则反应逆向自发进行。

五、标准平衡常数和反应商

① 反应()bB(aq)cC(s)(g)eE(aq)fF(l)aAgdD达平衡

则标准平衡常数K=(D).()ab(A).(B)depPCECpPCC

(P:100KPa C:1mol/L)

反应商Q的表观形式与K相同,它是反应在某一状态时的值,其值可从0到某一数值;而K是反应处于平衡状态时的值,在温度一定时为定值。

② 书写K时注意: ⑴ 反应物做分母,生成物做分子;

⑵ K与温度有关而与浓度或压力无关;

⑶ K与反应方程式的写法有关。

如N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g) 1K

12N2 (g) + 32H2 (g) = NH3 (g) 21KK 1K=22K

⑷ 纯固体、纯液体或稀溶液中溶剂参与的反应,它们的浓度不必列入K表达式中。

如 3CaCOS = (S)CaO+g2CO K=2()PcoP

227(aq)CrO+2HO()l242r()COaq€+2()Haq

K=2224227()()(r)CCrOCCHCCCOCg

③ 多重平衡规则:

反应①+反应②反应③ ,则 3K=12KKg

反应①×2—反应②反应③ ,则3K=212KK

六、化学反应等温式

(T)(T)RTlnQRTlnKlnGGRTQrmrm

Q>K 逆向移动 ;Q=K处于平衡 ; Q

七、化学平衡的移动

①浓度、压力对平衡的影响

Q>K 逆向移动 Q

②温度对平衡的影响

由(T)(T)TTGHSTHSrmrmrmrmrm

(T)lnGRTKrm

(可求T时的K)

得221112lnrmHKTTKRTTg

若0rmH,正反应吸热,21TT,则 21KK;

12QKK 正向移动。

若0rmH,正反应放热,21TT,则21KK;

12QKK 逆向移动。 八、化学反应速率的表示方法

反应aAbByYzZ

则(A)(B)(Y)(Z)dCdCdCdCVadtbdtydtzdt

因;;;ABYZVaVbVyVz

则(A)(B)(Y)(Z)ABYZdCdCdCdCVVdtVdtVdtVdt

九、影响化学反应速率的因素

①浓度 基元反应:aAbBdDeE

则abVkCACBgg 反应级数:ab

非基元反应:cCdDeEfF

则xyVkCCCDgg 反应级数:xy

x值的确定:保持D浓度不变,改变C浓度,根据测出的V求x

同理确定y值。

②温度 221112lnkTTEakRTTg

③催化剂 催化剂的加入改变了反应历程,降低了活化能,故能显著地增加反应速率。