普通化学无机化学2013化学反应速率

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1、化学反应速率的表示方法以及基元反应、复杂反应等基本概念。教学目标4化学反应速率1影响化学反应速率的因素1、了解浓度对反应速率的影响；理解质量作用定律，速率方程及速率常数，反应级数等概念。2、了解温度对反应速率的影响；掌握阿仑尼乌斯方程的简单应用3、了解催化作用的原理化学反应速率的碰撞理论和过渡态理论要点2根据化学热力学和化学平衡知识，可以判断一个化学反应发生的可能性及其进行的程度，例如在298K时反应可进行得相当完全。但实际上，在此温度条件下H2和O2混合后，很长时间看不出来有任何变化，即反应速率太慢。但若改变条件，

2、如加入催化剂，或加热、点火则反应可以很快进行，甚至发生爆炸。3因此，研究化学反应不仅要考虑它发生的可能性，而且要研究如何实现这个反应，研究反应的速率和反应的机理。这是化学动力学研究的内容。44.1化学反应速率的概念化学反应速率（定容反应容器）通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示。浓度单位常用mol·L-1,时间单位可用s、min、h等，故反应速率的常用单位是：mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1等5H2O2的浓度与时间关系以H2O2分解反应为例：67在不同时间段反应的平

3、均速率不同，而且在任一时间段内，前半段的平均速率与后半段的平均速率肯定也不同，所以反应速率U应用△t趋于零时的瞬时速率来表示:8t/minc(H2O2)/mol·L-100.80200.40-(0.40-0.80)/20-0=0.02mol·L-1·min-1400.20-(0.20-0.40)/40-20=0.01mol·L-1·min-1600.10-(0.10-0.20)/60-40=0.005mol·L-1·min-1800.050-(0.05-0.10)/80-60=0.0025mol·L-1·min-19

4、dc/dt是浓度c对时间t的微商，是c—t曲线切线的斜率0204060800.80.4c(H2O2)/mol·L-1t/min10由于反应式中化学计量数的关系，用不同物质的浓度变化表示同一反应的速度数值不同易造成混乱，所以现行的国际单位制建议用B的化学计量数γB去除dcB/dt来表示一个反应的速率，这样对一个反应的无论选用反应系统中任何种物质的浓度改变来表示该反应的速率，数值均相等，对于反应：114.2浓度对化学反应速率的影响4.2.1反应机理实验证明：有些反应从反应物转化为生成物，是一步完成的，这样的的反应称为基元

5、反应，而大多数反应是多步完成的。这些反应称为非基元反应或复杂反应。12例如，反应是经以下三个步骤完成的这三个基元反应的组合表示总反应所经历的途径，化学反应所经历的途径称为反应机理或反应历程。化学动力学的重要任务就是研究反应机理，确定反应历程，深入揭示反应的本质。134.2.2质量作用定律和速率方程反应物的浓度与反应速率有密切关系，对于基元反应：在一定温度下反应速率与反应物浓度的乘积成正比，这就是质量作用定律。14k是速率常数，数值等于反应物的浓度均为1mol·L-1时反应速率的值。k值的大小由反应物的本性决定，与反应

6、物的浓度无关，改变温度或使用催化剂,k的数值发生变化，速率常数k一般由实验测定。15质量作用定律只适用于基元反应，不适用于复杂反应。复杂反应一般通过实验确定其速率方程和速率常数。16例303K时，乙醛分解反应反应速率与乙醛浓度关系如下：c(CH3CHO)mol·L-10.100.200.300.40υ(mol·L-1·s-1)0.0250.1020.2280.406（1）写出该反应的速率方程（2）求速率常数（3）求c(CH3CHO)=0.25mol.L-1时的反应速率17解（1）设速率方程为任选取两组数据代入速率方程

7、即可求出n值，如选1、4两组数据。18两式相除19解得n=2,将任一组数据代入上式，可得k值，如第三组20（3）当c(CH3CHO)=0.25molL-1214.2.3反应级数大多数化学反应（无论是否为基元反应）其速率方程都可以表示为反应物浓度某次方的乘积。式中某反应物浓度的方次称为该反应物的反应级数。如反应物A的反应级数是a,如反应物B的反应级数是b。所有反应物级数的加和：称为该反应的级数。22反应级数是通过实验测定的。一般而言，基元反应中反应物的级数与其化学计量数的相反数相同。而复杂反应中这两者往往不同，且反应级

8、数可能因实验条件改变而发生变化23反应级数可以是整数，也可以是分数或是零。在不同级数的速率方程中，反应速率常数k的单位是不同的：反应级数和速率常数都是很重要的动力学参数，在研究反应机理或控制反应速率时往往测定反应级数和速率常数。一级反应：s-1二级反应：mol-1·L·s-1三级反应：mol2·L2·s-1零级反应：mol·L-1·s-1244