医用化学-第二章 化学反应速率与化学平衡.ppt

第一节 化学反应速率 二、化学反应速率的表示方法 四、可逆反应进行的方向 在一定温度下，比较标准平衡常数与反应商的相对大小，就能判断反应的方向。 当 时，化学反应正向自发进行； 例 5 已知 25 oC 时，可逆反应： Pb2+(aq) + Sn(s) Pb(s) + Sn2+(aq) 的标准平衡常数 ，若反应分别从下列情 况开始，试判断可逆反应进行的方向。 （1）Pb2+ 和 Sn2+ 的浓度均为 0.10 mol·L-1； （2）Pb2+ 的浓度为 0.10 mol·L-1，Sn2+ 的浓度 为 1.0 mol·L-1。 解：(1) 反应商为： 由于 ，在 25 oC 时反应正向自发进行。 （2）反应商为： 由于 在 25 oC 时反应逆向自发进行。 催化剂提高化学反应速率的原因 原因：改变反应历程，降低反应的活化能。 Ea：非催化反应活化能 Ea′：催化反应活化能 由于反应活化能降低，活化分子分数相应增大，故反应速率加快。 催化剂特点 （一）具有选择性；即某一催化剂只对某个特定的反应具有催化作用。 （二）催化剂可同时催化正反应速率与逆反应速率,但不改变平衡常数K,不能增加生成物的比例。 （三）催化剂参与了整个反应过程，但反应前后其质量及化学组成没有发生变化。 催化剂只能加快化学平衡的到达，不能改变化学平衡移动的方向。 生物催化剂---酶(enzyme) E+S ES →E+P 特点: （1）高度专一性，一种酶只对一种或一种类 型的生化反应起催化作用。 （2）高度的催化活性，对同一反应，酶的催 化能力常常比非酶催化高106～ 1010倍。 （3）酶要在一定的pH值范围和一定的温度范 围内才能有效地发挥作用。 一、可逆反应 第三节 化学平衡 在同一条件下既能正向进行又能逆向进行的反应。 化学平衡（chemical equilibrium）：正、逆反应的速率 相等的系统所处的状态。 可逆反应(reversible reaction)： 2HI → I2 + H2 例：I2 + H2 → 2HI I2 + H2 2HI 不可逆反应(irreversible reaction)： 可逆程度极微小的反应。 如：2KClO3 → 2KCl + 3O2↑ MnO2 正反应 逆反应 v正↓ v逆↑ 二、化学平衡 （一）可逆反应达到化学平衡时，系统内各组分的浓度不随时间的改变而变化。 （二）正、逆反应仍在进行， v正= v逆≠ 0，动态平衡。 （三）化学平衡是相对的，有条件的，条件发生变化，平衡就会发生移动。 标准平衡常数(standard equilibrium constant) ,K? 对于任一可逆反应 a A + b B d D+ e E 达到平衡时, 一、溶液中的反应 ([ D]/c?)d ([ E]/c?)e ([ A]/c?)a ([ B]/c?)b K ? = 二、气体反应 (pD/p?)d (pE/p?)e (pA/p?)a (pB/p?)b K ? = 1、因为c? = 1 mol·L-1，p? = 100 kPa，所以K ? 是单位为1的量。 说明： 三、标准平衡常数 三、标准平衡常数 2. K? 与温度有关，与浓度或分压无关。 说明： 3. K? 值越大，化学反应向右进行得越彻底。因此K?是一定温度下，化学反应可能进行的最大限度的量度。 4. 为方便起见，用K代替K ?，同时在式中不写出c?（p?）。 ([ D])d ([ E])e ([ A])a ([ B])b K = ( pD )d ( pE)e ( pA )a ( pB)b K = 5. K? 的数值与反应方程式的写法有关。 例：写出下列反应的标准平衡常数：（1）HAc（aq）+H2O（l） Ac-（aq）+H3O+（aq）（2）AgCl（s） Ag+（aq）+Cl-（aq） 解： （1） [H3O+ ] [ Ac- ] [ HAc] K ? = （2） K sp=[Ag+ ][Cl- ] 标准平衡常数的书写 例5：在密闭容器中进行下列反应： CO（g）+H2O（g）