《化学反应速率》PPT课件.ppt

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1、第二章化学反应速率化学动力学—研究化学反应的速率及途径。（化学热力学—研究化学反应的方向及限度)目的——找出有关影响反应速率的规律加以利用（提高产率或抑制有害反应）。第二章化学反应速率本章要求：了解化学反应速率的概念、理论；掌握浓度、温度、催化剂对化学反应速率常数k及反应速率v的影响,掌握速率常数k的特点.本章难点：质量作用定律的应用；阿仑尼乌斯公式应用本章重点：质量作用定律；浓度、温度、催化剂对化学反应速率及k的影响;阿仑尼乌斯公式。学时：3学时第二章化学反应速率化学反应速率v：在一定条件下，单位时间内某化学反应的反应物转变为生

2、成物的速率。不同的化学反应，反应速率相差很大。对同一化学反应，反应条件不同也会有不同的反应速率第二章化学反应速率§2-1化学反应速率1、平均速率：一、化学反应速率的表示方法：化学反应速率:平均速率和瞬时速率定容条件下，单位时间内某一反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。单位:mol·L-1·s-1(min-1,h-1)因规定反应速率是正值反应物浓度减少,ci为负,加负号生成物浓度增加,ci为正。加正号例：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)起始浓度1.15mol·L-100100s后1.0mol·L-1则反应在100s内

3、的平均速率为：用三种物质表示,平均速率不同,这是因为它们的化学计量系数不同v=对于一般反应:mA+nB=pC+qD平均反应速率：注意1.表示反应速率时,必须注明用哪一种物质,反应物加负号2.每种物质的反应速率除以化学计量系数2、瞬时速率：例：N2+3H2=2NH3若dt内N2浓度减少dx,则：v(N2)=-dc(N2)/dt=-dx/dtv(H2)=-dc(H2)/dt=-3dx/dt数值不等v(NH3)=dc(NH3)/dt=2dx/dt定容条件下,t→0时,反应物浓度减少或生成物增加单位：mol·L-1·s-1对于一般化学反

4、应：mA+nB=pC+qD瞬时速率同样有下列关系：不同物质浓度变化表示同一反应速率时,其反应速率之比就等于方程式中计量系数之比:重点掌握例1.反应2A+3B→2D，下列所示的速率表达式正确的是_____。(C)（D）(B)（A）A二、化学反应速率理论简介1.有效碰撞理论:(1918年路易斯)(适用于气相双分子反应)要点：少数具有较高能量的活化分子按一定取向的有效碰撞，才能使能量转化、旧键断裂，形成新键、从而转化为产物分子，完成反应。二、化学反应速率理论简介1.有效碰撞理论:(1918年路易斯)(适用于气相双分子反应)(1)反应物分

5、子(或原子、离子)之间必须相互碰撞反应速率的大小与反应物分子碰撞的频率成正比V∝Z.在一定的温度下,反应物分子碰撞的频率又与反应物浓度成正比.如气相双分子反应：mA+nB=pC+qDZ∝Z0cm(A)cn(B)Z∝Z0Cm(A)Cn(B)Z:单位时间单位体积内反应物分子的总碰撞次数Z0:单位浓度时的碰撞频率(与温度有关,与浓度无关)活化分子百分数f：活化分子在总分子中占的百分数:f大、有效碰撞多、反应速率快.(2)有效碰撞、活化分子、活化能有效碰撞：能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞活化分子：具有较高能量的能够发生有效碰撞的分子活化

6、能:1mol具有平均能量的分子变成活化分子需吸收的最低能量.f=e-EaRTEEcE分子分数%Ea=Ec-EEa影响活化能大小的因素1.活化能Ea由反应本性决定,与反应物浓度无关；2.Ea受温度影响较小，可忽略，T变，Ea基本不变；3.催化剂对Ea影响较大，催化剂可大大降低Ea，加快反应速率；4.Ea小，活化分子百分数增大，反应速率加快，一般反应的Ea40-400kJ·mol-1多数在60-250之间Ea﹤40kJ·mol-1反应速率大Ea﹥400kJ·mol-1反应速率非常小重点掌握不是活化分子的每次碰撞都能发生反应,活化分子只

7、有在一定方向上的碰撞才能发生反应.两分子取向有利于发生反应的碰撞机会占总碰撞机会的百分数称为方位因子(p).例如：CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)v=pfZ=pfZ0cm(A)cn(B)(3)方位因子(p)无效碰撞有效碰撞式中p为方位因子；k为速率常数。可见方位因子越大，有效碰撞机会越多，反应速率越快k=pfZ0=PZ0e-EaRT（2）过渡状态理论反应物活化配合物产物(1)反应物分子首先要形成一个中间状态的化合物——活化配合物(又称过渡状态).在分子互相接近的过程中,原有的化学键尚未完全断开,新的化学键又未

8、完全形成如反应：CO(g)+NO2(g)====CO2(g)+NO(g)其反应过程为CO(g)+NO2(g)O—N…O…C—O（反应物）（活化配合物）CO2(g)+NO(g)（生成物)(4)活化能Ea(3)活化配合物分解生成产物的趋势大于重新变为反