化学反应速率和化学平衡ppt课件.ppt

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1、第三章化学反应速率和化学平衡12、14、15、17、19、20作业：2、4、5、7、9、1013.1化学反应速率3.2反应速率理论简介3.3温度对反应速率的影响3.4催化剂3.5可逆反应与化学平衡3.6标准平衡常数与标准摩尔自由能变化的关系3.7化学平衡的移动3.8生物化学标准平衡常数2前章讨论热力学的基本原理。通过热力学可以预言在指定的条件下，化学反应发生的可能性和限度，至于如何把可能性变为现实却无能为力。化学热力学只考虑体系的始态与未态，既没有涉及时间因素，也没有考虑反应历程，因此无法预言过程的速度。本章讨论化学动力学的基本原理，即论反应速率与平衡问题。3对以

2、下两个反应H2+O2=H2O(1)ΔrGm0=-228.6kJ.mol-1N2O4=2NO2(2)ΔrGm0=-5.4kJ.mol-1从热力学考虑（1）进行趋势远大于（2）。但实际上，（1）的速度极慢，而反应（2）的速度快得几乎无法测量。因此化学反应的可能性和化学反应的速度是两回完全一同的事情。对具体的化学过程，只有将两者同时考虑才能有较全面的了解。4化学动力学的研究范围研究反应的现实性，速度与平衡问题：（1）研究化学反应过程中影响速度的内因和外因（2）揭示化学反应的机理通过研究化学反应过程中，反应物的浓度随时间变化的规律，并由此推测化学反应的机理。要完成如此复杂

3、有任务，使得化学动力学的建立和发展远迟于化学热力。5化学动力学的发展经历程了三个阶段（1）19世纪中叶主要是研究浓度、温度等对化学反应速度，通过大量的实验数据来建立宏观动力学的经验规律。（2）20世纪初在研究基元反应的基础上建立化学反应的速度理论并研究化学反应的机理。（3）近年来微观反应动力学迅猛发展，利用现代测量仪器如激光、分子束等技术研究反应分子从一个能态转变为另一个能态时产物分子的速度。称为态—态化学6本章内容:1.了解反应速率理论。2.掌握浓度、温度、催化剂等对反应速率的影响。目的：控制反应速率，按希望速率进行。反应速率快：如爆炸反应，中和反应。慢：金属的

4、锈蚀，食品的腐烂，塑料的老化等。3.1化学反应速率和机理7一、化学反应速度的表示方法1、平均速率化学反应开始后，随着反应的进行，反应物浓度不断降低，产物浓度不断增加反应物通常用单位时间内生成物浓度的增加或反应物浓度的减少来表示该反应的平均速度。产物8平均反应速率的表示若反应从t1到t2，反应物（或产物）从C1到C2，则此段时间内的平均反应速度为：反应速度通常规定为正值，如果用反应物浓度随时间的变化情况来表示速度，则表示表达式前取负，对生成物则取正。9【例】N2+3H2=2NH3初始t11.03.00.0mol·L-12秒后t20.82.40.4mol·L-110对

5、一般的化学反应：aA+dD=gG+hH11对反应：aA+dD=gG+hH，其速率为：2.瞬时速率时间间隔Δt趋于无限小(Δt→0)时的平均速率的极限。△t→0瞬时速率的物理意义：t时刻处，C-t曲线的导数值12二、反应机理基元反应：反应物分子一步作用直接转化成产物的反应。简单反应：由一个基元反应构成的反应。例：N2O4=2NO2是简单反应，也是基元反应。复杂反应：由两个或两个以上的基元反应构成的反应称为复杂反应。13例：复杂反应H2+I2=2HI①I2=2I(快)②H2+2I=2HI(慢)定速步骤：复杂反应的反应速度决定于最慢的一步，称为复杂反应的定速步骤。绝大多

6、数都是复杂反应，不是基元反应。反应机理：化学反应所经历的途径称为反应机理或历程。由基于基元反应构成143.2反应速率理论简介两个理论过渡状态理论碰撞理论3.2.1碰撞理论（基本要点）1.分子必须经过碰撞才可能发生反应。定义单位时间单位体积内反应物分子之间的碰撞次数为碰撞频率，用z表示。碰撞频率z的数值越大速率越高。15活化分子：能量高于某个定值的分子。2.活化分子间的碰撞才可能发生反应定义活化分子的数目占分子总数的百分率为活化分子分数，用f表示。能发生反应的碰撞称为有效碰撞，活化分子之间的碰撞是有效碰撞。活化分子分数越大，速率越高。16活化能：活化分子具有的最低能

7、量与分子的平均能量之差，称为该反应的活化能,符号Ea。量纲：kJ·mol-1相同条件下，Ea越大，活化分子百分数（f）越小，反应越慢。反之，Ea越小，f越大，反应越快。Ea的大小与反应本性(物质的分子结构、化学键)有关。碰撞理论中，Ea只能由实验来确定。173.活化分子间的碰撞必须要取向合适才能发生反应。定义取向合适的碰撞占全部碰撞的百分率为取向因子，用p表示。取向因子越大，速率越高。因此化学反应的速率可表示为：v=zfp18NO(g)+O3=NO2(g)+O2(g)193.2.2过渡态理论简介过态状态理论认为：反应物分子发生了碰撞后，并不是直接变成产物分子，而是

8、生成了一种