化学反应速率和化学平衡(教案)

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1、第二章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率定义及表示方法不同的反应进行的快慢不一样。如：快的反应：屮和反应等；小等速率反应：氧化还原反应等；慢的反应：白然氧化等。一、化学反应速率的定义：指在…定条件下,化学反应屮反应物转变为生成物的速率。二、化学反应速率的表示方法：单位时间内反应物或生成物浓度变化的正值(绝对值)例2-1：在CC14中：2N205=4N02+02在一定的时间间隔:At=△[N2O5]=[N2O5]2-[N2O5]1平均反应速率：经过的时间s时间的变化At(s)[N2O5]mo1・L1A[N^OsJmol・L_1v(N2O5)mol•L1•s1002.10100

2、1001.95-0.151.5X1033002001.70-0.251.3X1037004001.31-0.399.9X10-410003001.08-0.237.7X10417007000.76-0.324.5X10421004000.56-0.203.5X10428007000.37-0.192.7X104从表中可以看出：反应进行了100秒时：V滓二I(1.95-2.10)/(100-1)

3、=1.5X10mol・「・sVm)2=

4、2X0.15/100

5、=3.OX10mol・L1•s_1Vo2=

6、0.154-2/100

7、=0.75X10_3mol・・s_1三种表不速率间关系:这

8、种比例关系与反应的计量数有关。表示反应速率时必须指明具体物质。从表小可以看出，每个时间间隔，速率都不一样，而且在每个时间间隔里，任何时间内的速率都不一样。从图中可以看出，某时刻的速率即该时刻切线的斜率：该速率即为该时刻的瞬时速率(真正速率)：指某给定瞬间的反应速率。三、反应进度(E):定义：对于反应：2N2O5=4N02+02作一变换：0=4N02+O2-2N2O5,有：g=Ani/viAni：物质的最的变化值vi:为计量系数，vi(N02)=+4,vi(NO.)=+1,vi(N2O5)二-2如上例：设体积为1升，则反应了100秒后：1=-1.5X107-2=3.0X1074=0

9、.75X103mol・••用不同的物质的变化计算的反应进度都是一样的，但g的数值与反应方程式写法冇关。如上例，若写成：N2O5=2NO2+0.502,则:g=-1.5Xio~7-l=3.0X1072=0.75X1070.5=1.5X103mol例2-2：50mlC(H2SO4)=0.20mol/L恰能与40mlNa0H溶液完全中和,求NaOH的浓度？解:反应方程式为:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H20g二-0.20X50/-1=-C(NaOH)X40/-2・•・C(NaOH)=……=0.50mol/L第二节化学反应速率理论一、反应速率的有效碰撞理论1918年，路易斯(

10、W.C.M.Lewis)捉出反应速率的碰撞理论，认为参加化学反应的物质的分子、原子或离子要发牛反应的必要条件是这些分子、原子或离子要相互碰撞。反应物分子碰撞的频率越高,反应速率越快。例：2HT(g)=IL(g)+I2(g)773K,[HI]=10-3mol•L-l理论计算,HI分子间碰撞次数:3.5X108次•1?・S如每次碰撞都发生反应,V=5.8X10mol•L1•Sd但实验测出：V二1.2X10mol•L1•S1・・•大多数分子间的碰撞都是无效的'不能引起化学反应'只有少数碰撞是有效的。1、有效碰撞和活化分子的槪念①什么叫有效碰撞？能发牛化学反应的碰撞称为有效碰撞。①什么样

11、的分子有资格参加有效碰撞?一部分能量较高，具冇适当取向的分了例:2AB(g)=A2(g)+B2(g)AB不能发牛化学反应AA能发牛化学反应1亠1心1BABB・•・一定取向AB和ABZ间相互靠近，到一定距离时，相互之间乂有排斥力，・・・须分了的运动速率足够大，有足够的动能才能相互碰撞；而且分子还须有足够的能最，碰撞时原了的外电子层才能相互穿透，电了璽新排列，ILI键破裂形成新键。・••反应分子必须有足够的能量。2、分子的能量分布P35图2-5E平均为该温度下・分子的平均能量。具有E辎界以上能量的分子称为活化分子，能量高于E柿界的分子碰撞才能发牛反应。活化分子进行一定収向的碰撞，叫有

12、效碰撞。E临界・E平均Z差为活化能。活化能：lmol具有平均能量的分了变成活分了需吸收的最低能量。不同的反应有不同的活化能。活化能越低，反应速度越快。可以通过加入催化剂等手段降低活化能。反应Ea(KJ•mol1)无催化剂有催化剂3H2+N2-〜2NH3〜330(W)1632N20—22+02245(Pt)136同一化学反应，由于催化剂的使用，活化能相差很大，这些现象引起人们对反应实际进行途径的研究。二、过渡状态理论简介(活化配合物理论)1935年,艾林(H.Eyrimg)在碰撞理