大学无机化学课件03 化学反应速率.ppt

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1、Chap3.化学反应速率1Chap3化学反应速率RateofChemicalReaction§1.化学反应速率的定义及其表示方法§2.反应速率理论简介碰撞理论、过渡态理论§3.浓度对化学反应速率的影响反应级数§4.温度对化学反应速率的影响§5.催化剂对化学反应速率的影响2反应热力学和反应动力学化学反应涉及两个基本问题：①反应的方向和限度:反应热力学反应是否自发，自发的方向和程度②反应的速率和具体步骤:反应动力学研究途径和速率问题3研究的目的：控制反应速率，使其按我们希望的速率进行。反应速率快，如爆炸反应，中和反应。慢，金属的锈蚀，食品的腐烂，塑料的老化等。研究反应速率的意义43.1

2、化学反应速率的定义及其表示方法一、化学反应速率化学反应速率（rateofachemicalreaction）是衡量化学反应过程进行的快慢，即反应系统中各物质的数量随时间的变化率。用浓度对时间作图，所得的曲线称作动力学曲线。可形象显示反应的快慢及与浓度的关系。如：H2O2(aq)→H2O(l)+1/2O2(g)50102030405060708090t/min10.80.60.40.20c/mol·L-13.1化学反应速率的定义及其表示方法一、化学反应速率63.1化学反应速率的定义及其表示方法一、化学反应速率在一般的化学反应中，各物质的化学计量系数常常不相同，反应物或生成物浓度的反应

3、速率就会不同。为使反应速率具有单一值，现采用反应进度随时间的变化率来表示反应速率。定义为单位体积内反应进度随时间的变化率γ=γ:反应速率；V:反应系统的体积73.1化学反应速率的定义及其表示方法一、化学反应速率因为cB为B的物质的量浓度；υB为B的化学计量数;8二、平均速率和瞬时速率在恒容条件下，通常是以单位时间内反应物浓度减少的量或生成物浓度增加的量来表示。γ反应速率的量纲为浓度•时间-1，如mol·L-1·s-1。平均速率瞬时速率3.1化学反应速率的定义及其表示方法9c产物反应物t时间：秒(s)、分(min)、时(h)。浓度：mol/L反应物A产物B平均速率10对一般的化学反应

4、：aA+bB=cC+dD整个反应的平均速率：整个反应的平均速率11【例】N2+3H2=2NH3初始t11.03.00.0mol·L-12秒后t20.82.40.4mol·L-112瞬时速率反应速率为一变量，需以微分形式表达。将时间间隔无限缩小(Δt→0)，平均速率的极限值即反应在时刻t的瞬时速率。（A为反应物）反应物A产物B13瞬时速率与时间的关系14整个反应的瞬时速率对一般的化学反应：aA+bB=cC+dD15一、有效碰撞理论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，反应速率也

5、越大。3.2反应速率理论简介③活化分子所具有的最低能量(E*,EC)与整个反应物分子的平均能量(E平)之差，称为实验活化能或Arrhenius活化能，简称活化能(Ea)。16有效碰撞理论中的活化能活化能：活化分子具有的最低能量与分子的平均能量之差，称为该反应的活化能,符号Ea。单位：kJ·mol-1（本书将活化分子具有的最低能量称为临界能Ec）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。Ea只能由实验来确定。17发生有效碰撞的条件①反应物分子必须具有足够大的能量。只有能量足够大的分子

6、在碰撞时，才能以足够大的动能去克服上述的电性排斥力，而导致原有化学键的断裂和新化学键的形成。②反应物分子要以适当的空间取向而发生碰撞。如：NO+O3=NO2+O2NO和O3分子要发生定向碰撞，即O3中的O原子与NO中的N原子相碰才能发生反应。18NO(g)+O3=NO2(g)+O2(g)19有效碰撞理论总结只有能量足够，方位合适的分子的碰撞才是有效碰撞。20分子能量分布曲线21碰撞理论的优、缺点优点：直观、明了，易于接受;缺点：模型过于简单。把分子简单地看成没有内部结构的刚性球体，要么碰撞发生反应，要么发生弹性碰撞。“活化分子”本身的物理图像模糊。22由反应物分子变为产物分子的化学

7、反应并不完全是简单的几何碰撞，而是旧键的破坏与新键的生成的连续过程。2.当具有足够能量的分子以适当的空间取向靠近时，要进行化学键重排，能量重新分配，形成一个过渡状态的活化配合物。3.过渡状态的活化配合物是一种不稳定状态。可形成生成物，也可回到反应物。二、过渡态理论3.2反应速率理论简介23如:A+B-C[A…B…C]=A-B+C反应物活化配合物产物在活化配合物中，原有化学键被削弱但未完全断裂，新的化学键开始形成但尚未完全形成（用虚线表示）。二、过渡态理论3.2反应速