化工專業(yè)英語lesson-2

1、0Lesson2ChemicalEquilibriumKiics化學(xué)平衡和動(dòng)力學(xué)化學(xué)平衡和動(dòng)力學(xué)A1Amajobjectiveofchemististounderstchemicalreactionstoknowwhetherunderagivensetofconditionstwosubstanceswillreactwhenmixedtodeterminewhetheragivenreactionwillbeexothermicen

2、dothermictopredicttheextenttowhichagivenreactionwillproceedbefeequilibriumisestablished.化學(xué)家的一個(gè)主要目標(biāo)是理解化學(xué)反應(yīng)，知道在一組給定的條件下兩種物質(zhì)混合時(shí)能否發(fā)生反應(yīng)；確定一個(gè)給定的反應(yīng)是放熱還是吸熱；預(yù)測一個(gè)給定的反應(yīng)在平衡前進(jìn)行的程度。2Anequilibriumstateproducedasaconsequenceoftwoopposin

3、greactionsoccurringsimultaneouslyisastateinwhichthereisnochangeaslongasthereisnochangeinconditions.平衡狀態(tài)是由兩個(gè)對(duì)立反應(yīng)同時(shí)發(fā)生產(chǎn)生的結(jié)果，在平衡狀態(tài)下，只要條件不發(fā)生改變，這個(gè)狀態(tài)就不會(huì)有凈變化。3Inthislessonitwillbeshownhowonepredicttheequilibriumstateofchemicalsy

4、stemsfromthermodynamicdataconverselyhowtheexperimentalmeasurementsonequilibriumstatesprovideusefulthermodynamicdata.在這節(jié)課中，將會(huì)展示如何根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)來預(yù)測化學(xué)體系的平衡狀態(tài)，以及相反地，平衡狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)測量值如何提供有用的熱力學(xué)數(shù)據(jù)。4Thermodynamicsalonecannotexplaintherateat

5、whichequilibriumisestablishedndoesitprovidedetailsofthemechanismbywhichequilibriumisestablished.僅憑熱力學(xué)無法解釋平衡建立的速度，也不能提供平衡建立的詳細(xì)的機(jī)理。5Suchexplanationscanbedevelopedfromconsiderationsofthequantumtheyofmolecularstructurefromst

6、atisticalmechanics.從分子結(jié)構(gòu)的量子理論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的角度考慮可以使這樣的解釋得到發(fā)展。B1Toappreciatefullythenatureofthechemicalequilibriumstateitisnecessaryfirsttohavesomeacquaintancewiththefactswhichinfluencereactionrates.要充分理解化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)，首先需要對(duì)影響反應(yīng)速率的因素有一

7、定的了解。2Thefactswhichinfluencetheratesofachemicalreactionaretemperatureconcentrationsofreactants(partialpressuresofgaseousreactants)presenceofacatalyst.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有溫度、反應(yīng)物濃度（氣體反應(yīng)物的分壓）和催化劑。3Ingeneralfagivenreactionthehighert

8、hetemperaturethefasterthereactionwilloccur.通常，對(duì)于一個(gè)給定的反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)發(fā)生的越快。4Theconcentrationsofreactantspartialpressureofgaseousreactantswillaffecttherateofreactionanincreaseinconcentrationpartialpressureincreasestherateofmost

9、reactions.反應(yīng)物濃度或氣體反應(yīng)物的分壓將影響反應(yīng)的速率，對(duì)于大部分反應(yīng)來說，增大濃度或分壓，反應(yīng)速率增大。5Substanceswhichaccelerateachemicalreactionbutwhichthemselvesarenotusedupinthereactionarecalledcatalysts.可以加快反應(yīng)速率但本身不參加反應(yīng)的物質(zhì)稱為催化劑。C1DynamicEquilibrium動(dòng)態(tài)平衡2Inmanyc

10、asesdirectreactionsbetweentwosubstancesappeartoceasebefeallofeitherstartingmaterialisexhausted.許多情況下，兩種物質(zhì)間的直接反應(yīng)在任意一種原始物料耗盡之前就會(huì)停止。3Meovertheproductsofchemicalreactionsthemselvesoftenreacttoproducethestartingmaterials.而且，化

11、學(xué)反應(yīng)自身的產(chǎn)物能夠發(fā)生反應(yīng)生成原始物料。4Fexamplenitrogenhydrogencombineat500℃inthepresenceofacatalysttoproduceammonia:N23H2=2NH3例如，在催化劑存在下，氮和氫在500℃能夠反應(yīng)生成氨：23Atthepointofequilibriumthefollowingratiomustbeaconstant:CDABK?在平衡時(shí)，以下比值肯定是一個(gè)常數(shù)：4T

12、heconstantKiscalledtheequilibriumconstantofthereaction.常數(shù)K叫做反應(yīng)的平衡常數(shù)。5Ithasaspecificvalueatagiventemperature.在一個(gè)給定溫度下，它有一個(gè)比值。6Iftheconcentrationofanyofthecomponentsinthesystematequilibriumischangedtheconcentrationsoftheot

13、hercomponentswillchangeinsuchamannerthatthedefinedratioremainsequaltoKaslongasthetemperaturedoesnotchange.如果平衡時(shí)體系中任意組分的濃度改變，那么只要溫度不變，其他組分的濃度將以保持相等K的固定比例的方式變化。7Theequilibriumconstantexpressionquantitativelydefinestheequil

14、ibriumstate.平衡常數(shù)表達(dá)式定量地定義了平衡狀態(tài)。8MegenerallyfthereversiblereactionaAbBcCdD???更普遍的是對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)：9Theequilibriumconstantexpressioniswrittenasfollows:cdabCDABK?平衡常數(shù)表達(dá)式可以寫成下面的形式:10Byconventiontheconcentrationtermsofthereactionprod

15、uctsarealwaysplacedinthenumeratoftheequilibriumconstantexpression.按照慣例，在平衡常數(shù)的表達(dá)式中，反應(yīng)產(chǎn)物濃度項(xiàng)通常是放在分子的位置上。11Itshouldbenotedthattheexponentsoftheconcentrationtermsintheequilibriumconstantexpressionarethecoefficientsoftherespec

16、tivespeciesinthebalancedchemicalequation.應(yīng)該注意的是，在平衡常數(shù)表達(dá)式中濃度項(xiàng)的指數(shù)是平衡化學(xué)方程式中各自的系數(shù)。G1ChemicalKiics化學(xué)動(dòng)力學(xué)2Whenasystemisintheequilibriumstatetherateofthefwardreactionisidenticaltotherateofthereversereaction.當(dāng)一個(gè)體系達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)的反應(yīng)速率

17、等于逆反應(yīng)的反應(yīng)速率。3Itisimptanttoknowjusthowfastareactantisbeingusedupinaprocessthespeedwithwhichaproductisbeingfmed.重要的是，要知道在反應(yīng)過程中，反應(yīng)物消耗完的速率，或者產(chǎn)物生成的速率。4Itisalsoimptanttohavedetailedinfmationaboutratesofreactantsindertotesttheie

18、smechanismsfvariouskindsofchemicalprocesses.同樣重要的是，要有關(guān)于反應(yīng)物反應(yīng)速率的詳細(xì)信息，以便測試各種化學(xué)過程的理論和機(jī)理。5Experimentsshowthatanumberofreactionvariablesaffectreactionrates:實(shí)驗(yàn)表明，許多反應(yīng)變量都影響反應(yīng)速率：H1Temperature.Theratesofchemicalreactionsaretemper

19、aturedependent.溫度。化學(xué)反應(yīng)的速率是隨溫度變化的。2Therefeitiscommonpracticewhenstudyingtherateinthelabatytocarryoutreactionsatconstanttemperature(isothermally)thuseliminatingonevariable.因此，通常的做法是，當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室研究速率時(shí)，在恒溫條件下完成反應(yīng)，這樣可以排除一個(gè)變量。I1Press