第三章化学平衡与化学反应速率ppt课件.ppt

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1、第三章 化学反应速率和化学平衡工业生产中主要考虑的问题：方向限度时间一、可逆反应和化学平衡二、平衡常数三、化学平衡的移动第一节 化学反应速率一、化学反应速率的表示方法二、影响反应速率的因素三、反应速率理论简介第二节  化学平衡第一节 化学反应速率一、化学反应速率的表示方法可用反应物或生成物物质的量随时间的变化来表示，这种方法的不足之处是化学计量数不同时，得到的数值不同，故用单位时间内反应进度的变化来表示转化速率。反应进度随时间的变化率对于等容反应(大多数反应属于这类反应)，由于反应过程中体积始终保持不变，我们还可用单位体积内反应

2、进度随时间的变化率来描述反应的快慢，并称之为反应速率(用符号v表示)，即平均反应速率五氧化二氮在四氯化碳溶液中的分解速率(298K)瞬时反应速率(常简称反应速率)是∆t趋近于零时的平均速率的极限值。反应速率是瞬时变化的对一般反应：瞬时速率可表示为：对于气相反应，压力比浓度容易测量，因此也可用气体的分压代替浓度。例如反应：反应速率是通过实验测定的。实验中，用化学方法或物理方法测定在不同时刻反应物(或生成物)的浓度，然后作c～t图，在曲线上某一点作切线，该切线的斜率即为该时刻的dc/dt，由此可求得瞬时反应速率。具体做法可以参看课本

3、p53例3－1及实验“活化能与反应速率的测定”。二、影响反应速率的因素反应本身温度、浓度、催化剂1.浓度的影响基元反应（简单反应）反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应。非基元反应（复杂反应）：两个或两个以上基元反应构成的化学反应。一步完成的反应多步完成的反应反应机理（反应历程）：构成复杂反应的基元反应代表了反应所经过的途径，动力学上称为反应机理。例如反应：即由以下两个基元反应组成：●质量作用定律－－实验基础上总结出来的。恒温下，基元反应的反应速率与反应物浓度化学计量系数（取绝对值）次幂的乘积成正比。对一般的基元反应：

4、反应速率方程式为：几点说明：①k是反应的速率常数，是反应物浓度为单位浓度时的反应速率。k的单位与反应级数有关。同一反应中，k值随温度，溶剂和催化剂等情况而变化。②反应物中有气体，则可用气体的分压代替浓度。④质量作用定律不适用于非基元反应，但适用于组成非基元反应的各个基元反应。非基元反应的速率方程不能通过反应方程式给出，只能通过实验获得。③有纯固体和液体参加的反应，它们不列入速率方程式。●反应级数速率方程中各反应物浓度的指数为该反应物的反应级数，各组分反应级数的代数和称为该反应的总反应级数。即A的反应级数为a，B的反应级数为b，总

5、反应级数为a＋b。例如a＋b＝1，称一级反应a＋b＝2，称二级反应注意：①反应级数不一定是整数，可以是分数，也可以是零。零级反应中，反应速率与反应物浓度无关。例如表面反应，光化学反应等。基元反应的反应级数都是整数四级以上的反应是不存在的。②反应级数的大小表示浓度对反应速率的影响程度，级数越大，速率受浓度影响越大。③确定反应级数就是确定速率方程，要以事实为依据，总反应级数不一定等于所有反应物计量系数之和。④基元反应的反应级数等于反应方程式中反应物系数之和。反应级数等于所有反应物计量数之和时该反应不一定是基元反应。若反应级数与反应物

6、计量系数之和不相等或为分数，则该反应一定为复杂反应。1级反应2级反应3级反应1.5级反应请看下面的几个例子：都是复杂反应⑤k的单位与反应级数有关:一级反应：时间-1二级反应：mol-1·L·s-12.温度的影响温度对反应速率有显著的影响，且其影响比较复杂。多数化学反应，无论是吸热还是放热，随温度升高反应速率增大。一般说，温度每升高10K，反应速率大约增加2-4倍。这是一个很近似的规律。1889年阿累尼乌斯(ArrheniusSA)总结大量实验事实，提出了反应速率常数与温度的定量关系式－－阿累尼乌斯公式：经验公式指数形式对上式两边

7、取对数，可以得到另外一种形式：（对任何量，都有B={B}[B],{B}代表数值，[B]代表单位）k:速率常数A:指前因子（频率因子）R:气体常数T:温度Ea:活化能，是活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差。e:自然对数的底（e＝2.718）一般化学反应的活化能在60kJ/mol～250kJ/mol，一般来说，如果Ea<40kJ/mol，则反应会很快地进行，如果Ea>400kJ/mol则反应非常慢。对于指定的反应，Ea、A均可视为常数。Arrhenius公式不仅适用于基元反应，也适用于非基元反应，非基元反应的活化能称作表观活

8、化能。根据公式，以ln(k/[k])对1/T作图，应得一直线，斜率为-Ea/R，截距为ln(A/[A])。可以根据Arrenius公式计算活化能：由Ea也可计算反应速率常数例题：2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)已知：T1=298.15K,k1=0.