路易斯酸堿理論及化學(xué)反應(yīng)速率

1.4.3路易斯酸堿理論Lewis

酸堿理論即酸堿電子理論反應(yīng)中提供電子對的物質(zhì)都是堿，堿是電子對的給予體。反應(yīng)中接受電子對的物質(zhì)都是酸，酸是電子對的接受體。路易斯堿路易斯酸OH-;CN-;NH3;F-;Cl-H+;BF3;Na+;Ag+;Al3+BF3+F－

[

BF4

]－酸堿酸堿配位化合物路易斯酸堿反應(yīng)的類型：種類定義舉例酸堿加合反應(yīng)aH++OH-=H2O取代反應(yīng)酸取代反應(yīng)b[Cu(NH3)4]2++4H+=4NH4+Cu2+堿取代反應(yīng)c[Cu(NH3)4]2++2OH-=Cu(OH)2+4NH3雙取代反應(yīng)dNaOH+HCl=NaCl+H2Oa,酸與堿反應(yīng)生成酸堿配位化合物的反應(yīng)稱為酸堿加合反應(yīng)。b,酸與酸堿配位化合物反應(yīng)生成另一種酸和另一種配位化合物的反應(yīng)稱為酸取代反應(yīng)。c,堿與酸堿配位化合物反應(yīng)生成另一種堿和另一種配位化合物的反應(yīng)稱為堿取代反應(yīng)。d,兩種酸堿配位化合物交換成分生成新的酸堿化合物的反應(yīng)稱為雙取代反應(yīng)。Ni+4CO=Ni(CO)4CO2+2H2O=HCO3-+H30+Ag(NH3)2++2S2O32-=Ag(S2O3)23-+2NH3H2O+HF+BF3=H3O++BF4-CaSO4+Na2CO3=Na2SO4+CaCO3例1，指出下列反應(yīng)中各物質(zhì)的路易斯酸堿屬性，并標(biāo)明反應(yīng)類型。路易斯酸酸堿的軟硬酸堿理論硬酸或堿是指對于自身的電子吸引力很強，有能力控制自身的電子云不被拉動，或者說電子云不易變形。軟酸或堿是指對于自身的電子吸引力較弱，控制自身的電子云的能力較差，電子云易變形。交界酸或堿是指結(jié)構(gòu)和性質(zhì)處于硬軟之間。種類路易斯酸種類路易斯堿硬酸B3+,Al3+,Si4+硬堿H2O,O2-,F-軟酸Cu+,Ag+,Au+軟堿I-,CN-,CO交界酸Fe2+,Cu2+,Zn2+交界堿Br-,SO32-,NO2路易斯酸酸堿的軟硬酸堿理論軟酸傾向于與軟堿結(jié)合，硬酸傾向于與硬堿結(jié)合，交界酸與軟堿硬堿都能結(jié)合，交界堿與軟酸硬酸都能結(jié)合。軟硬酸堿理論是一種經(jīng)驗總結(jié)，目前尚不能從理論上圓滿解釋，但可以從一下幾個方面去理解：1，離子-供價作用軟酸與硬酸以靜電作用相結(jié)合，軟酸與軟堿以共價鍵相結(jié)合，軟-硬結(jié)合由于鍵合不匹配，其穩(wěn)定性差。2，π鍵的形成軟-軟或硬-硬結(jié)合可能含有π鍵，軟-硬結(jié)合π電子相互排斥，加合產(chǎn)物不穩(wěn)定。3，電子相關(guān)效應(yīng)。4，量子力學(xué)處理。幾種酸堿理論的比較酸堿理論酸堿區(qū)分依據(jù)強弱比較依據(jù)阿倫利烏斯酸堿理論解離時產(chǎn)生的正離子全部是H+的物質(zhì)是酸解離時產(chǎn)生的正離子全部是OH-的物質(zhì)是堿解離出H+（OH-）離子的能力布朗斯特酸堿理論反應(yīng)中給出質(zhì)子的物質(zhì)是酸反應(yīng)中接受質(zhì)子的物質(zhì)是堿給出（接受）質(zhì)子的能力路易斯酸堿理論反應(yīng)中接受電子對的物質(zhì)是酸反應(yīng)中提供電子對的物質(zhì)是堿給出（接受）電子對的能力1.5化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率是指反應(yīng)中，單位時間內(nèi)濃度的改變量

t

c（O2）A

c1（O2）t1t

c（O2）B

c2（O2）t2 2H2O2

2H2O+O2=c（O2）

t

平均速率

=

limc（O2）

tt0t0瞬時速率速率的表達方式單位：mol?dm-3?s-1以任意一種物質(zhì)的濃度變化都可以表示反應(yīng)速率（O2）

=c（O2）

t

（H2O2）

=－c（H2O2）

t

對于反應(yīng)

aA+bB——gG+hH=

==a（A）b（B）g（G）h（H）化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)即反應(yīng)物粒子間的碰撞基元反應(yīng)：反應(yīng)物粒子一步即可完成的反應(yīng)。復(fù)雜反應(yīng)：由兩個或者兩個以上的基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng)。NO2

+CO

NO+CO2

基元反應(yīng)，簡單反應(yīng)2NO+O2

2NO2

復(fù)雜反應(yīng)2NON2O2

N2O2+O2

2NO2

基元反應(yīng)基元反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率方程

對于一般基元反應(yīng)

aA+bB

gG+hH

i

=ki[

c（A）]a

[

c（B）]b某時刻的瞬時速率與該時刻反應(yīng)物濃度的關(guān)系式

ki稱為速率常數(shù)，表示當(dāng)反應(yīng)物濃度c（A），c（B

均等于1mol?dm－3時的速率。

ki與濃度無關(guān)，只與溫度相關(guān)。（問題：與壓力是否有關(guān)？）化學(xué)反應(yīng)級數(shù)速率方程

那么m

與n

之和，為該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)。aA+bB

gG+hH

i

=ki[

c（A）]m

[

c（B）]n該反應(yīng)是（m+n）級反應(yīng),或者說對反應(yīng)物A是m

級反應(yīng)，對反應(yīng)物B是n

級反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)級數(shù)只與反應(yīng)的速率方程有關(guān)

其速率方程為

i=ki則該反應(yīng)為

0級反應(yīng)。

Na+2H2O

2NaOH+H2

其速率方程為

i=kic（CO）[

c（Cl2）]3/2CO+Cl2

COCl2則該反應(yīng)為5/2級反應(yīng)。對CO是1級，對Cl2

是3/2級。

溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響碰撞理論：一組碰撞的反應(yīng)物分子的能量，必須滿足一定的能量要求、具備一個最低的數(shù)值——活化能Ea。

阿倫利烏斯公式：Ea

RT－

k

=A

e速率常數(shù)k與溫度的關(guān)系k

速率常數(shù)；T

熱力學(xué)溫度；R

摩爾氣體常數(shù)；A

指前因子，單位同k

；Ea

活化能lgk

=－

+

lgA

Ea

2.303RT例1，已知反應(yīng)2O3=3O2，90℃時，測得不同時間的O3濃度：t/s0100200300400[O3]/mol?dm-36.4x10-36.25x10-36.13x10-36.00x10-35.87x10-3求：1，反應(yīng)級數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)2，多少秒后一半的O3轉(zhuǎn)變?yōu)镺2？化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)進程過度態(tài)理論：反應(yīng)并不是由簡單的碰撞來完成的。分子發(fā)生碰撞首先形成一種過度態(tài)的絡(luò)合物，形成的過度態(tài)絡(luò)合物既可能形成新的化學(xué)鍵生成產(chǎn)物，也可能逆向轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物。過度態(tài)理論認為：活化絡(luò)合物的濃度、活化絡(luò)合物分解成產(chǎn)物的概率、活化絡(luò)合物分解成產(chǎn)物的速率均將影響化學(xué)反應(yīng)的速率。反應(yīng)物產(chǎn)物總反應(yīng)反應(yīng)物