无机化学大连理工第五版第三章ppt课件.ppt

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1、§3.1化学反应速率的概念第三章化学动力学基础§3.5催化剂与催化作用§3.4反应速率理论和反应机理简介§3.3温度对反应速率的影响—Arrhenius方程§3.2浓度对反应速率的影响—速率方程§3.1化学反应速率的概念3.1.1平均速率和瞬时速率3.1.2定容反应速率3.1.1平均速率和瞬时速率1.平均速率某一有限时间间隔内浓度的变化量。2NO2(CCl4)+O2(g)例：N2O5(CCl4)40℃，5.00mLCCl4中N2O5的分解速率N2O5(CCl4)2NO2(CCl4)+1/2O2

2、(g)t1=0sc1(N2O5)=0.200mol·L-1t2=300sc2(N2O5)=0.180mol·L-1c(N2O5)/(molL-1)t/s时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极限。2.瞬时速率经过A点切线斜率的负数为2700s时刻的瞬时速率。A点切线的斜率=t1=0sc1(N2O5)=0.144mol·L-1t2=5580sc2(N2O5)=0mol·L-13.1.2定容反应速率2NO2(CCl4)+O2(g)例：N2O5(CCl4)r——定容条件下的反应速率(mol·L-1·s

3、-1)对于一般的化学反应：aA(aq)+bB(aq)yY(aq)+zZ(aq)对于定容的气相反应：溶液中的化学反应：§3.2浓度对反应速率的影响——速率方程3.2.1化学反应速率方程3.2.3浓度与时间的定量关系3.2.2由实验确定反应速率方程的简单方法—初始速率法40℃，CCl4中N2O5分解反应的r:c(N2O5)3.2.1化学反应速率方程N2O5的分解速率与N2O5浓度的比值是恒定的，即反应速率r与c(N2O5)成正比。可见：对于一般的化学反应：α,β—反应级数：若α=1，A为一级反应；

4、β=2，B为二级反应，则α+β=3，总反应级数为3。α，β必须通过实验确定其值。通常α≠a,β≠b。k—反应速率系数：零级反应mol·L-1·s-1；一级反应s-1；二级反应(mol·L-1)-1·s-1。k不随浓度而变，但受温度的影响，通常温度升高，k增大。例如：反应的有关实验数据如下：3.2.2由实验确定反应速率方程的简单方法—初始速率法该反应的速率方程：对NO而言是二级反应，对H2而言是一级反应。试问如何求出反应速率系数？亦可写为：3.2.3浓度与时间的定量关系lnc-t关系应为直线当反

5、应物A的转化率为50%时所需的反应时间称为半衰期，用表示。对于一级反应,其半衰期为：半衰期：ln则lnln零级、一级、二级反应的速率方程总结：*仅适用于只有一种反应物的二级反应。*t1/23.3.1Arrhenius方程§3.3温度对反应速率的影响—Arrhenius方程3.3.3对Arrhenius方程的进一步分析3.3.2Arrhenius方程的应用影响反应速率的因素有：k和cBk与温度有关，T增大，一般k也增大，但k~T不是线性关系。反应速率方程3.3.1Arrhenius方程Arrhe

6、nius方程：（指数形式）k0—指前参量Ea—实验活化能，单位为kJ·mol-1。lnk-1/T图k-T图k-T关系图：由Arrhenius方程可定义Ea：显然ln{k}—{1/T}为直线关系，直线的截距为ln{k0}。直线的斜率为，1.已知T1—k1，T2—k2，求Ea通常活化能的数值在40~400kJ·mol-1之间，多数为60~250kJ·mol-1。两式相减，整理得到：3.3.2Arrhenius方程的应用2.由Ea计算反应速率系数例题：N2O5(g)2NO2(g)+1/2O2(g)已

7、知：T1=298.15K,k1=0.469×10-4s-1T2=318.15K,k2=6.29×10-4s-1求：Ea及338.15K时的k3。2.温度升高，k增大，一般反应温度每升高10℃，k将增大2~10倍；3.3.3对Arrhenius方程的进一步分析1.在，Ea处于方程的指数项中，对k有显著影响，在室温下，Ea每增加4kJmol-1，k值降低约80%；4.对不同反应，升高相同温度，Ea大的反应k增大的倍数多，因此升高温度对反应慢的反应有明显的加速作用。3.根据对同一反应，升高一定温度，

8、在高温区值增加较少，因此对于原本反应温度不高的反应,可采用升温的方法提高反应速率；3.4.1碰撞理论§3.4反应速率理论和反应机理简介3.4.4反应机理与元反应3.4.3活化能与反应速率3.4.2活化络合物理论以气体分子运动论为基础，主要用于气相双分子反应。例如：反应发生反应的两个基本前提：发生碰撞的分子应有足够高的能量碰撞的几何方位要适当3.4.1碰撞理论能够发生反应的碰撞为有效碰撞。能够发生有效碰撞的分子为活化分子。气体分子的能量分布和活化能以量子力学对反应过程中的能量变化的研究为依据，认为