基礎(chǔ)化學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率

化學(xué)反應(yīng)速率§1化學(xué)反應(yīng)速率的概念§2反應(yīng)速率理論和反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)介§3濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響

—速率方程式§4溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響§5催化劑和催化作用第一頁第二頁，共38頁?！?化學(xué)反應(yīng)速率1.1平均速率與瞬時(shí)速率1.2恒容反應(yīng)的反應(yīng)速率第二頁第三頁，共38頁。

反應(yīng)速率是指給定條件下反應(yīng)物通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率，常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者產(chǎn)物濃度的增加來表示.濃度常用mol

dm-3，時(shí)間常用s，min，h，d，y.反應(yīng)速率又分為平均速率和瞬時(shí)速率兩種表示方法.1.1平均速率:

速率的單位是:moldm-3

s-1

平均速率：第三頁第四頁，共38頁。

例

下面是反應(yīng)2NO2(g)→2NO(g)+O2(g)在一定時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物產(chǎn)物濃度的變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（300℃

）第四頁第五頁，共38頁。TimePeriod(s)4.2×10-52.8×10-52.0×10-51.4×10-51.0×10-5

0→5050→100100→150150→200200→250●平均速率例如，對(duì)于下面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)第五頁第六頁，共38頁。

平均速率與瞬時(shí)速率瞬時(shí)第六頁第七頁，共38頁。1.2恒容反應(yīng)的反應(yīng)速率

反應(yīng)速率是指在一定條件下,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的速率.以反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示.第七頁第八頁，共38頁。對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)：

aA+bByY+zZ對(duì)于恒容的氣相反應(yīng),用分壓代替濃度:第八頁第九頁，共38頁。例：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)t=0s時(shí)c(B)/mol·dm-32.04.00.0t=10s時(shí)c(B)/mol·dm-31.01.02.0第九頁第十頁，共38頁。

§2反應(yīng)速率理論和反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)介包括碰撞理論和活化配合物理論2.1碰撞理論2.2活化配合物理論(過渡態(tài)理論)2.3活化能與反應(yīng)速率第十頁第十一頁，共38頁。2.1碰撞理論（英國科學(xué)家路易斯1918年提出）

前提：氣體分子可以看作是沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的硬球，反應(yīng)看作為剛性球體的有效碰撞，反應(yīng)速率由有效碰撞決定。理論要點(diǎn)：有效碰撞：可以發(fā)生反應(yīng)的分子間碰撞稱為有效碰撞；活化分子：可以發(fā)生反應(yīng)的分子稱為活化分子；第十一頁第十二頁，共38頁。活化能：活化分子具有的平均能量與氣體分子的平均能量之差稱為反應(yīng)的活化能Ea

對(duì)于反應(yīng)第十二頁第十三頁，共38頁。NO2與O3反應(yīng)的示意圖第十三頁第十四頁，共38頁。2.2活化配合物理論(過渡態(tài)理論)如對(duì)反應(yīng)：要點(diǎn)：在反應(yīng)物相互接近時(shí)，要經(jīng)過一個(gè)中間過渡狀態(tài)，即形成所謂的活化絡(luò)合物，活化絡(luò)合物既可以分解為反應(yīng)物分子，也可以分解為產(chǎn)物分子?；罨j(luò)合物和反應(yīng)物(或生成物)存在能壘，這一能壘被稱為正反應(yīng)（或逆反應(yīng)）的活化能第十四頁第十五頁，共38頁。NO+O3NO2+O2ONOOO第十五頁第十六頁，共38頁?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中能量變化曲線Ea,逆Ea正Ea正Ea逆第十六頁第十七頁，共38頁。2.3活化能與反應(yīng)速率濃度影響——當(dāng)溫度一定，某反應(yīng)的活化能也一定時(shí),反應(yīng)系統(tǒng)的活化分子數(shù)也一定,濃度增大,活化分子數(shù)增多,反應(yīng)速率增大;溫度影響——當(dāng)濃度一定,溫度升高，活化分子數(shù)百分?jǐn)?shù)增多,反應(yīng)速率增加。第十七頁第十八頁，共38頁。第十八頁第十九頁，共38頁?！?濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響—速率方程式3.1化學(xué)反應(yīng)速率方程式3.2反應(yīng)機(jī)理與基元反應(yīng)

3.3質(zhì)量作用定律第十九頁第二十頁，共38頁。3.1化學(xué)反應(yīng)速率方程式

40℃，CCl4中N2O5分解反應(yīng)的υ：c(N2O5)第二十頁第二十一頁，共38頁。對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)

α,β---反應(yīng)級(jí)數(shù)

k---反應(yīng)速率常數(shù)零級(jí)反應(yīng)mol·L-1·s-1

一級(jí)反應(yīng)s-1

二級(jí)反應(yīng)(mol·L-1)-1·s-1

可見（通過實(shí)驗(yàn)確定其值）第二十一頁第二十二頁，共38頁。零級(jí)反應(yīng)高壓下氨在鎢絲上的分解（2NH3→N2+3H2）即為零級(jí)反應(yīng)，氨分解速率在一定條件下與氣相中氨的濃度（分壓）無關(guān)。第二十二頁第二十三頁，共38頁。第二十三頁第二十四頁，共38頁。反應(yīng)級(jí)數(shù)的意義：

①表示了反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系；②零級(jí)反應(yīng)表示了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)k稱為反應(yīng)的速率常數(shù):①

可理解為當(dāng)反應(yīng)物濃度都為單位濃度時(shí)的反應(yīng)速率；②

k由化學(xué)反應(yīng)本身決定，是化學(xué)反應(yīng)在一定溫度時(shí)的特征常數(shù)；③相同條件下，k值越大，反應(yīng)速率越快；④

k的數(shù)值與反應(yīng)物的濃度無關(guān)。第二十四頁第二十五頁，共38頁。3.2反應(yīng)機(jī)理與基元反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理:化學(xué)反應(yīng)過程中經(jīng)歷的真實(shí)反應(yīng)步驟的集合基元反應(yīng):由反應(yīng)物一步生成生成物的反應(yīng),沒有可用實(shí)驗(yàn)方法檢測(cè)到的中間產(chǎn)物意義:通過實(shí)驗(yàn)一旦證實(shí)某一有確定反應(yīng)物和生成物的反應(yīng)為元反應(yīng),就可以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式直接寫出其速率方程式,如則為元反應(yīng)第二十五頁第二十六頁，共38頁。非基元反應(yīng):由兩個(gè)或兩個(gè)以上的反應(yīng)組合而成的總反應(yīng)。在基元反應(yīng)中,可用實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到中間產(chǎn)物的存在,但它被后面的一步或幾步反應(yīng)消耗掉(與副反應(yīng)或副產(chǎn)物不同)如:

為由下列兩步組成的非基元反應(yīng)(快)(慢)第二十六頁第二十七頁，共38頁。3.3質(zhì)量作用定律:aA+bBdD+eE

ν=κCAaCBbκ為速率常數(shù).

a+b為反應(yīng)級(jí)數(shù).該公式僅適用于基元反應(yīng).

從上述公式可以看出濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響.

(1)若有固體,液體參加反應(yīng),則不列入方程式.(2)對(duì)于氣體,可用分壓代替.

第二十七頁第二十八頁，共38頁。

速率方程的確定研究反應(yīng):的速率方程可知:第二十八頁第二十九頁，共38頁。

k與溫度有關(guān),T增大,一般k也增大,但k~T不是線性關(guān)系。反應(yīng)速率方程

影響反應(yīng)速率的因素有兩個(gè):k和§4

溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

第二十九頁第三十頁，共38頁。第三十頁第三十一頁，共38頁。k-T

關(guān)系圖

k-T圖

lnk-1/T圖第三十一頁第三十二頁，共38頁。第三十二頁第三十三頁，共38頁?！?催化劑與催化作用催化劑:存在少量就能加快反應(yīng)而本身最后并無損耗的物質(zhì)。催化作用的特點(diǎn)：①通過改變歷程,降低反應(yīng)活化能,k值增大②同等程度降低正逆反應(yīng)活化能,即同