化学动力学基础（20129）课件.ppt

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1、第7章化学动力学基础Chapter7PrimaryofChemicalReactionKinetics初步了解化学反应速率、速率方程、碰撞理论、过渡状态理论和活化能概念；理解并会用浓度、温度、催化剂诸因素解释其对化学反应速率的影响；初步掌握阿仑尼乌斯公式的应用，会用其求算活化能及某温度下的反应速率；理解反应分子数和反应级数的概念，会进行基元反应有关的简单计算；5.初步掌握零级、一级和二级反应的特征。本章教学要求7.1化学反应的平均速率和瞬时速率Averagerateandinstantaneousrateofchemicalreac

2、tion7.3影响化学反应速率的因素Influentialfactorsonchemicalreactionrate7.2反应速率理论简介Briefintroductorytoreactionratetheory7.4化学反应机理及其研究方法Chemicalreactionmechanismandthestudymethods7-1-1概述7-1-2平均速率与瞬时速率7.1化学反应的平均速率和瞬时速率Averagerateandinstantaneousrateofchemicalreaction化学反应,有的进行得很快,例如爆炸反

3、应、强酸和强碱的中和反应等，几乎在顷刻之间完成，有的则进行得很慢，例如岩石的风化、钟乳石的生长等，历时千百万年才有显著的变化。有的反应，用热力学预见是可以发生的，但却因为反应速度太慢而事实上并不发生，如在常温常压下金刚石转化为石墨，在常温下氢气和氧气反应生成水等，原因在于化学热力学只讨论反应的可能性、趋势与程度，却不讨论反应的速度。所以对于一个具体反应能否进行，我们还必须讨论的速度，这是动力学问题。7-1-1概述反应速率(Reactionrate)是指给定条件下反应物通过化学反应转化为产物的速率，常用单位时间内反应物浓度的减少或者产

4、物浓度的增加来表示。浓度常用mol.dm-3，时间常用s，min，h，d，y。反应速率又分为平均速率和瞬时速率两种表示方法。反应速率的定义：7-1-2平均速度与瞬时速度1.平均速率是指反应进程中某时间间隔(Δt)内参与反应的物质的量的变化量。对于在体积一定的密闭容器内进行的化学反应，常用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。一般式表示为：取绝对值的原因：反应速率不管大小,总是正值。用浓度的变化量表示平均反应速率时,用不同物质的表达式可能不一样。如：3H2+N2=2NH3取一般通式:瞬时速率:时间间隔Δt趋于无限小时的

5、平均速率的极限。是浓度随时间的变化率。为导数，它的几何意义是c-t曲线上某点的斜率。瞬时速率只能用作图的方法得到，例如对于反应（45℃）：2N2O5→4NO2+O2c(N2O5)/mol·dm-3v/mol·dm-3·s-10.905.4×10-40.452.7×10-4aA+bByY+zZ实际工作中如何选择，往往取决于哪一种物质更易通过试验监测其浓度变化。对于一般的化学反应：反应2W+XY+Z哪种速率表达式是正确的？Question17-2-1碰撞理论7-2-2过渡状态理论7.2反应速率理论简介Briefintroductoryt

6、oreactionratetheory1、碰撞理论的基本要点：①反应是通过反应物分子彼此碰撞而发生的，其中能发生反应的碰撞称为有效碰撞。②发生有效碰撞的分子称为活化分子。活化分子的百分数越大，有效碰撞数越多，反应速率越大③活化分子较一般分子的能量高，活化分子所具有的平均能量(E*)与整个反应物分子的平均能量(E)之差，称为实验活化能或Arrhenius活化能，简称活化能(Ea)。Ea=E*-E7.2.1碰撞理论2.有效碰撞发生有效碰撞条件：（1）互相碰撞的反应物分子应有合适的碰撞取向。NO2+CO→NO+CO2只有当CO分子中的碳原

7、子与NO2中的氧原子相碰撞时，才能发生重排反应；而碳原子与氮原子相碰撞，不发生氧原子的转移。显然,(a)种碰接有利于反应的进行,(b)种以及许多其它碰撞方式都是无效的，即方向问题。NO2与CO之间的碰撞也就是说，碰撞中能发生反应的分子首先必须具备足够高的能量，以克服分子无限接近时电子云之间的斥力，从而使分子中的原子重排，发生化学反应。这些具有足够高能量的分子称为活化分子，而这个能量限制被称为活化能。活化能越高，分子越难活化，反应速率越小。不同反应活化能不同，反应速率也不一样。（2）互相碰撞的分子必须具有足够的能量。只有具有较高的能量

8、的分子在取向合适的条件下，能够克服碰撞分子间电子的相互斥力，完成化学键的改组，使反应完成，即能量问题。利用数学形式综合方向和能量上的两个条件，可得如下方程：式中Z表示分子碰撞频率，叫频率因子；P：与反应物分子碰撞时的取向有关，称为碰撞