《化学动力学基础》PPT课件.ppt

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1、化学动力学化学反应速度浓度的影响作业本章要求反应机理催化剂的影响温度的影响化学动力学一个化学反应能否进行，不仅取决于热力学因素，同时也取决于动力学因素，反应只有具备了可自发进行的条件和可行的反应速率，反应才会实际发生。化学动力学的任务是研究化学反应的速率、影响反应速率的因素和控制反应速率的方法以及化学反应的机理，其目的在于促进有用化学反应的快速进行。化学反应速度一、化学反应速度表示法化学反应速度是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示的:单位用mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1。如:某给定温度下,在密闭

2、容器中氮气与氢气反应生成氨,各物质变化浓度如下:N2+3H22NH3起始(mol/L)1.03.003秒后浓度(mol/L)0.72.10.6计算该反应速度。(反应速度为正值)解:化学反应速度且存在着:随反应的不断进行,由于反应物的浓度不断减少,生成物的浓度不断增加,因此,大部分化学反应都不是等速进行的,因此上述所计算的反应速度是该段时间内的平均反应速度。化学反应速度只有在某一瞬间的反应速度才代表化学反应在某一时刻的真正速度。我们通常说瞬时速度。瞬时速率是Δt趋近于0时平均速率的极限。对于反应aA+bBdD+eE化学反应速度二、化学反应速度的实验测定由

3、瞬时速率的表达式是浓度对时间t的微分可知，瞬时速率的物理意义是：在浓度—时间变化曲线上某一时刻的斜率的绝对值代表该时刻的瞬时速率。某种物质在化学反应过程中不同时间下的浓度数据做c-t曲线如:2N2O54NO2+O2由实验数据画图然后做任意一点的切线。这样即可求得任意浓度时的瞬时反应速度。再根据c-v做图，即可得到速率方程。浓度对化学反应速度的影响一、速度方程和速度常数上面我们做c-t图可求得v我们再做v-c图则可得一直线。即v∝[N2O5]或v=k[N2O5]此式称为N2O5的反应速率方程,k为比例系数。即[N2O5]=1mol/Ｌ时,v=k。所以k的物

4、理意义为单位浓度时的反应速度。k大则v大,k小则v小,k与浓度无关温度升高则k增大。浓度对化学反应速度的影响例:340K时[N2O5]=0.160mol/L,v=0.056mol·L-1·min-1计算该反应的速度常数及N2O5浓度为0.100mol/L时的v=?解:①由v=k[N2O5]∴k=v/[N2O5]=0.056/0.160=0.35(min-1)②v=k[N2O5]=0.35×0.100=0.035(mol·L-1·min-1)答:v=0.035mol·L-1·min-1浓度对化学反应速度的影响不同的化学反应有不同的速度方程和速度常数。只有通过

5、实验才能得到,现在还没有一种理论来推导反应速度和速度常数。对于反应aA+bB===dD+eE其速度方程一般情况下可表示为:v=k[A]m·[B]nm、n分别表示A和B的浓度的指数,分别称为反应物A和B的反应级数。m+n该反应的总反应级数。浓度对化学反应速度的影响如：2H2O2===2H2O+O2v=k[H2O2]m=1为一级反应S2O82-+2I-===2SO42-+I2v=k[S2O82-][I-]m=1,n=1,S2O82-、I-分别为一级反应m+n=2即整个反应为二级反应。4HBr+O2===2H2O+2Br2v=k[HBr][O2]m=1,n=1,

6、m+n=2浓度对化学反应速度的影响2NO+2H2===N2+2H2Ov=k[NO]2[H2]NO为二级反应,H2为一级反应,总反应为三级反应。CH3CHO===CH4+COv=k[CH3CHO]3/2即为3/2级反应反应级数不一定是整数,可以是分数,也可以为零。级数为零的反应叫零级反应。即浓度变化，速度不变。确定速度方程，必须以实验事实为依据。浓度对化学反应速度的影响例：有一化学反应aA+bB=C在298K时，将AB溶液按不同浓度混合。得到下列数据。A的初始浓度B的初始浓度初始速度（mol/l·s）1.01.01.2×10-22.01.02.3×10-24

7、.01.04.9×10-21.01.01.2×10-21.02.04.8×10-21.04.01.9×10-1求其速率方程?浓度对化学反应速度的影响解：由v=k[A]m·[B]nv1=k×1m×1n=k=1.2×10-2v2=k×2m×1n=k×2m=2.3×10-2即:m=1v4=k×1m×1n=1.2×10-2v5=k×1m×2n=4.8×10-2∴k×2n=4.8×10-22n=4.8×10-2/k=4=22∴n=2浓度对化学反应速度的影响例：制备光气反应按下式进行CO+Cl2===COCl2实验测得下列数据：实验顺序初浓度（mol/L）初速度（mo

8、l·L-1·s-1）COCl210.100.101.2×10-22