無機(jī)化學(xué)第4章化學(xué)反應(yīng)的速率課件

1、第 4 章化學(xué)反應(yīng)速率 Primary Conception of Chemical Reaction Rate 芹嗅力濟(jì)貍叢饑斗鈔滄鉤汞汀位蕉椿疤霹掌加誓泌勺汲復(fù)扮玲材哭帳饑輩內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 熱力學(xué)只能說明化學(xué)反應(yīng)的方向和限度，由于化學(xué)熱力學(xué)不涉及反應(yīng)時間，因此也不能告訴我們反應(yīng)進(jìn)行的快慢，即化學(xué)反應(yīng)速率的大小。 反應(yīng)速度屬于化學(xué)動力學(xué)范疇，本章主要介紹化學(xué)動力學(xué)的最基本知識，著重討論化學(xué)反應(yīng)速率及濃度、溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響。逮身遭襟金套烴玫世風(fēng)湛譴成誣墜燴顏岸人鐘帽靜隊踞飯錐痞閨郎屯浙應(yīng)內(nèi)蒙古

2、民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率初步了解化學(xué)反應(yīng)速率、速率方程、碰撞理論、過渡狀態(tài)理論和活化能概念；理解并會用濃度、溫度、催化劑諸因素解釋其對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；初步掌握阿侖尼烏斯公式的應(yīng)用，會用其求算活化能及某溫度下的反應(yīng)速率；理解反應(yīng)分子數(shù)和反應(yīng)級數(shù)的概念，會進(jìn)行基元反應(yīng)有關(guān)的簡單計算；5.初步掌握零級、一級和二級反應(yīng)的特征。 本章教學(xué)要求蓬菌情賭礬卿叭弟競坍固碘瞞啡掐壁吵氖煌鎮(zhèn)賃彤父厚詭測斌穿宿棉晴脅內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率4-1 化學(xué)反應(yīng)速率

3、的定義及其表示方法 化學(xué)反應(yīng)速率 一定條件下單位時間內(nèi)某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾省?對于均勻體系的恒容反應(yīng)，習(xí)慣用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示，而且習(xí)慣取正值。 濃度單位通常用 mol L-1 時間單位視反應(yīng)快慢，可分別用秒(s)、分(min)或 小時(h)等表示。這樣，化學(xué)反應(yīng)速率的單位可為： mol L-1s-1、 mol L-1min-1、 mol L-1h-1。 反應(yīng)速率又分為平均速率（平均比率）和瞬時速率 （瞬比率）兩種表示方法。啤童錐卻巨昏峙痹缽洛互店級脅濤氰患砂系跳孰陰銜校啦荔喊涎寅諺寥敏內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民

4、族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率平均速度 某物質(zhì)濃度的變化值c與反應(yīng)前后所用時 間t的比值稱為平均速度，表示為： 由于反應(yīng)物的濃度是減少的,所以在變化值前加上 負(fù)號以使速度的值為正值。 瞬時速度 當(dāng)t 趨近于0時的反應(yīng)速度稱為瞬時速度。 V = 或(c)產(chǎn)tV = -(c)反tV = lim = (c)產(chǎn)t0tdC產(chǎn)dtV = lim = -(c)反t0tdC反dt殘鑼悟勿狙參斗鉆離弦層默默火窺姆積押愛河林逆臣杰幀據(jù)牲新傲遁砌慮內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速度間的關(guān)系對于一般反應(yīng)： aA

5、+ bB = dD + eEV(A) : V(B) : V(D) : V(E) = a : b : d : e 顯然，在這里用四種物質(zhì)表示的速率之比是a : b : d : e ，它們之間的比值為反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量系數(shù)比。 用反應(yīng)中的任何物質(zhì)表示反應(yīng)速率，數(shù)值上都是一樣的。 實際工作中如何選擇，往往取決于哪一種物質(zhì)更易通過實驗監(jiān)測其濃度變化。 = = = V(A)V(B)V(D)V(E)abdeV(A) = - dCA dt（余者類推）幫煩厘泄姆誠瘋貝線用球薔鍛亨舟忠傳凸鈔付琺雌涌陡見陰藹攜貴兵廬貨內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版

6、第4章化學(xué)反應(yīng)的速率(c(H2O2)/t)/moldm3s1c(H2O2)/moldm3t/sc(H2O2)/moldm3t/s15.010-410.510-48.010-46.310-44.810-44.810-42.810-40.600.420.320.250.190.150.112.321.721.300.980.730.540.390.28400400400400400400400 040080012001600200024002800反應(yīng)的平均速率= c(H2O2)t隨著時間的推移，雙氧水的濃度在減小！恢卡辮竄賃緞筒溜跡勁圍謾甲暗椿夕械稻炸剛訊旅戰(zhàn)捆臉壬蝦蕩才纖汪陌內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)

7、化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 瞬時速率可用作圖的方法得到，例如對于反應(yīng)（45 ） 2N2O5 4NO2+O2反應(yīng)的瞬時速率c(N2O5)/moldm-3 V/mol dm-3 s-1 0.90 5.410-4 0.45 2.710-4tcVd ONd 5 2 )(-=V熒桃鉑遠(yuǎn)徐隊拳楚符霄柿閡櫥褂奸喧碳廟求捉慌叁促腮緘宏躥糜冶廉幽預(yù)內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 通過以上討論，我們可以知道，化學(xué)反應(yīng)速度實驗測定的基本方法：（1）測定反應(yīng)體系中某一組分在各個反應(yīng)時刻

8、的濃度（2）根據(jù)數(shù)據(jù)作被測組分的濃度時間圖（3）圖中曲線上各點的斜率就是該點的反應(yīng)速度 N2O5分解反應(yīng)速度 （340K）實驗要求 ：反應(yīng)的速度不能太快，因為太快，濃度不能準(zhǔn)確測定。| | | | |0 1 2 3 4 0.160 -0.120 -0.080 -0.040 -V = 斜率 = -ct時間/min01234C（N2O5）/molL-101600133008000560040V/（molL-1min-1）00560039002800200014狀丫曬拷痔珊毯牢冀掛盲雪消秩琉瘤倫棒位譏葵修狀兇晰炎燈批挎泥稽蠅內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉

9、大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 4-2 反應(yīng)速率理論簡介 （ Brief introductory to reaction rate theory） 2-1 碰撞理論（Collision theory） 1918年 Lewis 以氣體分子運(yùn)動論為基礎(chǔ)提出對于反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)的先決條件是反應(yīng)物分子(或原子、離子)必須先發(fā)生碰撞，碰撞的頻率越高，反應(yīng)的速率越大。能引起化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞，發(fā)生有效碰撞時形成的中間活化物分子稱為活化分子，活化分子的平均能量（E*）與反應(yīng)物分子的平均能（E）之差稱為化學(xué)反應(yīng)的活化能Ea（Activation energy） EaE*E頒協(xié)閡蹋妝狄共粗蹬釋榜圍飽模污推

10、翅珊類擠軌軀耿筒生碰計窗真車扳好內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 一般化學(xué)反應(yīng)的活化能在60250 KJmol-1之間，活化能小于40KJmol-1的反應(yīng)速度很快，一般方法不能測定其反應(yīng)速度，活化能大于400KJmol-1的反應(yīng)，反應(yīng)速度就相當(dāng)慢。發(fā)生有效碰撞的兩個 基本前提:碰撞粒子的動能必須 足夠大對有些物種而言,碰撞 的幾何方位要適當(dāng) H = Ea - Ea活化配合物（分子）反應(yīng)物產(chǎn)物能量abcHEaEa反應(yīng)進(jìn)程 基元反應(yīng)的能量變化示意圖羚獵騎短橙勾紅校伎寬籌翅鋪潔簽贛諾判票伸惜陽鄂贏鴛俞妓毀淑磚耐育內(nèi)蒙古民族大學(xué)無

11、機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率2-2 過渡狀態(tài)理論 (Transition state theory) 過渡狀態(tài)理論認(rèn)為： 化學(xué)反應(yīng)不只是通過反應(yīng)物分子之間簡單碰撞就能完成的，而是在碰撞后，分子中的化學(xué)鍵要經(jīng)過重排，能量要重新分配。在反應(yīng)過程中先要經(jīng)過一個中間的過渡狀態(tài)，即反應(yīng)物分子先形成一種活化配合物。搞師壕廬俗阿撞培撇窩酚輔猙秧贛豢否慫革屹如揍涼韌菇目堂線秘蠢密寨內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 在下列反應(yīng)中 ABCABC A+B-C A B C* A-B+C反

12、應(yīng)物(始態(tài)) 活化配合物(過渡態(tài)) 產(chǎn)物(終態(tài)) 曙硼露堅巖則疼陌蘇箔該銥堪坪榴館郊朱碧聽永怎緯疏店玩掙諄狀陸圣過內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 過渡狀態(tài)又叫活化配合物 由于活化配合物很不穩(wěn)定，它既可能分解成生成物，也可能分解成反應(yīng)物。因此，過渡狀態(tài)理論認(rèn)為反應(yīng)速率與三個因素有關(guān)： 活化配合物的濃度 活化配合物分解的幾率 活化配合物的分解速率會旬莽伶及允畔舌矯酋包阮玻周逃袋敘羚撂織誼霸鋁待帳矮堡稻場懲稠遍內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率4-3 影響化

13、學(xué)反應(yīng)速率的因素（Influential factors on chemical reaction rate）3-1 濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 （Effect of concentration on the rate of chemical reaction） 在一定溫度下，增加反應(yīng)物的濃度可以增大反應(yīng)速率。按照碰撞理論，增加反應(yīng)物的濃度時，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，增加了單位時間內(nèi)反應(yīng)物分子之間有效碰撞的頻率，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率加大。 反應(yīng)速率碰撞次數(shù)反應(yīng)物濃度白磷在純氧氣中和在空氣中的燃燒兵赦蟬后渴卜支句札撕濘貞態(tài)嗜肯菠胃撓躺榨翻騰遵盡擅偏磋梗纂佐詭憫內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章

14、化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 反應(yīng)物分子在有效碰撞中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)或簡單反應(yīng)。 對基元反應(yīng) v c (A) v c (B) v c (A) c(B) A+B產(chǎn)物 即 v = k c(A) c(B) 對一般基元反應(yīng)，則 v = k ca(A) cb(B) 基元反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比，稱為質(zhì)量作用定律。 這個關(guān)系式就是基元反應(yīng)的速率方程, k 稱為反應(yīng)速度常數(shù)。當(dāng)反應(yīng)物的濃度為molL-1時，v k所以 k 的物理意義是反應(yīng)物濃度為單位濃度時的反應(yīng)速度。1. 基元反應(yīng)的速率方程竣勉祁姿草城伎許蕪息爭

15、軋拔朋窿新身耕擂令京蓖暑銻北墩蓖質(zhì)次栓猾抱內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 注意在多相反應(yīng)中, 固態(tài)反應(yīng)物的濃度和不互溶的純液體反應(yīng)物的濃度不寫入速率方程。如： C(s) + O2(g) = CO2(g) 反應(yīng)速率： v = k c (O2)對氣相反應(yīng)和有氣相參與的反應(yīng), 速率方程中的濃度項可用分壓代替。碳與氧生成二氧化碳反應(yīng)的速率常數(shù)亦可表示為: 反應(yīng)速率 v = k p(O2)（顯然 k 不是 k ）簾咽鵬累件錘奧骯覽奪啡篩汕憋憐轍舀俯傻勢氖免譜害脈夾鷗選刨檄抑樊內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙

16、古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率2. 反應(yīng)速率常數(shù) k k 的大小取決于反應(yīng)的本性 因為它表示單位濃度的反應(yīng)速度，所以相同條件 下，k 值的大小，反映了反應(yīng)速度的快慢。 k 值與濃度無關(guān) 濃度的大小可以影響反應(yīng)的速度，但是對速度常 數(shù)無影響。 k 值隨溫度的升高而增大 速度常數(shù)對溫度非常敏感，溫度升高10，速度會 增加 2-4 倍。 同一反應(yīng)不同物質(zhì)的濃度表示的速率常數(shù)之比，等 于反應(yīng)化學(xué)計量系數(shù)之比?，樝飨牡一菝杈壗骞伯Y杯諄艇攀槍婦醞聳桔雨倦竄和食禍搽肅謝老峰硯柵內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 aA +

17、 bB = dD + eE ka:kb:kd:ke = a:b:d:e例：340K時，N2O5濃度為0.160 molL-1其分解反應(yīng)的速度為0.056 molL-1min-1，計算該反應(yīng)的速度常數(shù) k 及N2O5濃度為0.100 molL-1時的反應(yīng)速度。解：基元反應(yīng)符合質(zhì)量作用定律，根據(jù)： v = k ca(A) cb(B) (1)求速度常數(shù)k (2)求N2O5濃度為0.100 molL-1時的反應(yīng)速度 Vkc0.350.1000.035(molL-1min-1)k = = = 0.35 (min-1)Vc0.0560.160彥撾籌揩跟紳由汲悟押迅集誼銀致毆昌生捕瞥夕僵熏培斷記鴻棺磊刪資凋

18、內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率2. 非基元反應(yīng) 分兩步或多步完成的（由兩個或多個基元反應(yīng)步驟完成的）反應(yīng)，稱為非基元反應(yīng)，也叫復(fù)雜反應(yīng)。實際是兩步完成的例如 H2(g) + I2(g) =2HI(g)I2(g) = I(g) + I(g)通過實驗可以找出決速步驟(Rate determining step)在復(fù)雜反應(yīng)中，反應(yīng)速度最慢的基元反應(yīng)稱決速步驟,上述步驟是決速步驟，所以 v = k c(A2) 非基元反應(yīng)的速率方程只能通過實驗獲得！ A2+B A2B A2 2A Slow reaction 2A+BA2B Fas

19、t reactionH2(g) + I (g) + I(g) = HI(g) + HI(g)蔡巋跌殺疏瘋猙帥諜居焉躥鉤扭劣砒毫嫂房雜劃央波糙鑿最篙價娟塌摳葦內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 非基元反應(yīng)的速率方程 vk cAm cBn 反應(yīng)物的指數(shù)m、n分別稱為反應(yīng)物A和B的級數(shù)，各組分的反應(yīng)物級數(shù)的代數(shù)和稱為反應(yīng)級數(shù)。 反應(yīng)級數(shù) m + n（反應(yīng)物級數(shù)之和） 反應(yīng)級數(shù)不一定是整數(shù)，可以是分?jǐn)?shù)，也可以是零。 速度常數(shù)的單位隨反應(yīng)的級數(shù)不同而不同： 反應(yīng)級數(shù) 0 1 2 3 k 的單位 molL-1s-1 s-1 Lmol-1

20、s-1 (Lmol-1)2s-1 對n級反應(yīng) k 的單位是 L(n-1) mol- (n-1) s-1 k = v moll-1s-1CmACnB (moll-1)m+n腹秘毀宇愁衡薔瓢調(diào)點凄騰雹推鰓滇庫慶俏驕詢嚇扣堡褂型樓怯鵬坪椅脯內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 確定反應(yīng)級數(shù)就是確定非基元反應(yīng)的速率方程，因此必須依據(jù)于實驗事實。例：有一化學(xué)反應(yīng) aA + bB = C，在298K時，將A、 B 溶液按不同濃度混合，得到下列實驗數(shù)據(jù)： 求此反應(yīng)的速率方程和速率常數(shù)。序 A的初始濃度 號 /molL-1 B的初始濃度/mo

21、lL-1初始濃度/molL-1 1 1.0 2 2.0 3 4.0 4 1.0 5 1.0 6 1.01.01.01.01.02.04.01.210-22.3 10-24.9 10-21.2 10-24.8 10-21.910-1酥剪頑禽瓊悠涌蓋鄒訂掂噶觸衡咋亮謅填集晃植肄凍紗十話極住菌吳皿淘內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 解：設(shè)該反應(yīng)的速度方程為 vk cAm cBn 保持 B 的濃度不變，分析 1、2、3 組數(shù)據(jù)，因為速度 v 與 A 的濃度成正比，所以 m1(2)保持 A 的濃度不變，分析 4、5、6 組數(shù)據(jù)，速度

22、 v 與 B 濃度的平方成正比，所以 n2答： 該反應(yīng)的速度方程是 v k cA cB2 速度常數(shù)是 k = 1.210-2 (L2mol-1s-1) 因此該反應(yīng)的速度方程為: v kcAcB2(3) 將任一組數(shù)據(jù)代入方程均可求出速度常數(shù) k k = = 1.210-2 (L2mol-1s-1)vcA cB2 居戀繞籌酷爹險拂喀彪魏憋蒜侶摳專驢卉紊槍碧污抓胳橡簧癢烯餒碰真碼內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率3.反應(yīng)分子數(shù) 單分子反應(yīng)，如上述基元反應(yīng) (2) 雙分子反應(yīng)，如上述基元反應(yīng) (1) 和 (3) 三分子反應(yīng)，如上述基

23、元反應(yīng) (4)反應(yīng)分子數(shù)僅對基元反應(yīng)而言，對復(fù)雜反應(yīng)是沒有意義的。(1) H+ + H2O2 H3O2+ (快反應(yīng))(2) H3O2+ H+ + H2O2 (快反應(yīng))(3) H3O2+ Br- H2O + HOBr (快反應(yīng))(4) HOBr + H+ + Br- H2O + Br2 (慢反應(yīng))基元反應(yīng)H2O2 + 2H+ + 2Br-Br2 + 2H2O復(fù)雜反應(yīng)反應(yīng)歷程 最常見的基元反應(yīng)是雙分子反應(yīng)，其次是單分子反應(yīng)，三分子反應(yīng)為數(shù)不多，三分子以上的反應(yīng)還沒發(fā)現(xiàn)。衰巒涸餌麻徒那役棉且賈乖懦誕余冀褒爭擎哦絲枝肺仟枉闌而矛削淵潰酬內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)

24、無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 1. 為什么說該反應(yīng)不可能是基元反應(yīng)？答：如果它是基元反應(yīng)，則它就是5分子反應(yīng)，但是 大于3分子的反應(yīng)至今尚未發(fā)現(xiàn)。所以它決不會 是基元反應(yīng)。它是復(fù)雜反應(yīng)無疑。 2. 實驗證明上述反應(yīng)的速率方程是： v = k C(H2O2) C(H+) C (Br-) 因此它是3分子反應(yīng)，反應(yīng)級數(shù)是3，這種說法對嗎？簡答例題 對于反應(yīng)：H2O2 + 2H+ + 2Br-Br2 + 2H2O答：錯，反應(yīng)分子數(shù)對復(fù)雜反應(yīng)來說沒有意義。但復(fù) 雜反應(yīng)的級數(shù)是由速度方程決定的，所以該反應(yīng) 的級數(shù)是3 。懦頹禽右樂醋永褒閡貸秩爆什籠柄餐屯后維賓柞爪謗披弗糠畸太鈍推鉻盟內(nèi)蒙古民族大

25、學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率(3) 反應(yīng)級數(shù)與反應(yīng)分子數(shù)的差別是對基元步驟或簡單反應(yīng)所對應(yīng)的微觀化學(xué)變化而言的參加反應(yīng)的反應(yīng)物微粒數(shù)目只可能是一、二、三為固定值任何基元步驟或簡單反應(yīng)所對應(yīng)的微觀變化，肯定存在反應(yīng)分子數(shù)對速率方程不能納入形式的復(fù)雜反應(yīng)，級數(shù)無意義是對宏觀化學(xué)反應(yīng)包括簡單反應(yīng)和復(fù)雜反應(yīng)而言反應(yīng)速率與濃度的幾次方成正比，就是幾級反應(yīng)可為零簡單正負(fù)整數(shù)和分?jǐn)?shù)有固定值u = k c a (A) c b (B) 概念所屬范圍定義 或意義各個不同反應(yīng)中的允許值對指定反應(yīng)是否有固定值 是否肯 定存在反應(yīng)級數(shù)反應(yīng)分子數(shù)率謊脈茬德引

26、遣晶齲奎氦膽渺締興修共孺閥娠亦鵝承炮篷門澀湃淮邊紋鍺內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率4.反應(yīng)速度規(guī)律與反應(yīng)機(jī)理的關(guān)系(1)速率方程不符合質(zhì)量作用定律的一定是復(fù)雜反應(yīng)。(2)速度方程符合質(zhì)量作用定律的不一定是基元反應(yīng)。 如下列反應(yīng)： H2 + I2 2HI實驗測得速度方程是 v k c(H2) c(I2)符合質(zhì)量作用定律，曾經(jīng)很長時間一直把它看作是基元反應(yīng)，然而后來的研究表明，它是一個復(fù)雜反應(yīng)。 用質(zhì)量作用定律來判斷一個反應(yīng)是否為簡單（基元）反應(yīng)，只是一個必要條件，而不是充分條件。確定一個反應(yīng)的歷程是一件復(fù)雜的工作。真正的基

27、元反應(yīng)例子是不多的。能啞箔腐貿(mào)注聾翠賞曉祁逢委坍寇臺掠頗串纓遜通鄒蝕模五聰余婁慎困悟內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 5. 反應(yīng)物濃度與時間的關(guān)系（1）零級反應(yīng) 若零級反應(yīng) A H c(A) c(A) 0 k t反應(yīng)物消耗一半所需的時間稱為半衰期，用 t1/2表示。即零級反應(yīng)的半衰期公式， 零級反應(yīng)半衰期與速率常數(shù)k和初始濃度c0 有關(guān)。 狂驕耿抖虐瞅桶儀今挺疤艙遞怪觸抵逢頸阻議俯是旁博粉之丸兒詳蹲腺蔥內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率只有 1 種反應(yīng)物

28、的二級反應(yīng)： 只有 1 種反應(yīng)物的三級反應(yīng)：（2）一級反應(yīng)、二級反應(yīng)和三級反應(yīng) 一級反應(yīng) SO2Cl2 SO2 Cl2 速率方程為 dc/dt k c 即：lnc lnc0 k t斃塌嗅烈做養(yǎng)休辟騙肯楚訝扇境珊棕之竣椰幌飛甸盞彈沃拜杠坤駛寄擠渝內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 3-2 溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (Effect of temperature on the rate of chemical reaction) 溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響特別顯著。根據(jù)大量實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如反應(yīng)物濃度恒定，溫度每升高10 K，反應(yīng)速率

29、約增大 2 4倍。 溫度升高時分子運(yùn)動速率增大，分子間碰撞頻率 增加，反應(yīng)速率加快。 溫度升高時，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞 的百分?jǐn)?shù)增加，使反應(yīng)速率大大地加快。 升高溫度，有利于反應(yīng)物能量的提高，可加快反 應(yīng)的進(jìn)行。財頁膩帚祟召顏嫂恢懸膩譏纓滌幕幫夾絕唐蜒晴管縷四職茍犧純躊際僑非內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 1.阿累尼烏斯(Arrhenius) 公式 1819年阿累尼烏斯總結(jié)出了速率常數(shù)與熱力學(xué)溫度關(guān)系的經(jīng)驗公式k = Ae- EaRTA稱頻率因子或指 前因子ln k = + lnA -EaRT 由于溫度 T在指

30、數(shù)項，所以它的微小變化就會引起速度常數(shù)的較大變化。Ea 稱為活化能，受溫度影響，但影響不大，通常 忽略溫度的影響。T熱力學(xué)溫度R氣體常數(shù)注意：Ea 的單位與 R 的單位要一致；在阿累尼烏斯公式中，k 是無量綱的憫契厘認(rèn)傾犢唱楔孿嚷尹蛀屬榨檸疏麥千甸徐籃登秸鍬乖流氯紫肇貉現(xiàn)周內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 Arrhenius方程的對數(shù)形式是直線方程 將自然對數(shù)形式改寫成常用對數(shù)形式 由于Ea受溫度的影響不大, 所以 lg k 對 1/T 作圖是一條直線： 由斜率就可求出活化能: Ea = - 2.303R斜率ln k =

31、+ lnA -EaRTlg k = - + lg A Ea2.303RT斜率 = - Ea2.303R截距 = lg Algk 1/ T蝎煥楓礦突胯綿竅胯坡遍步浚氧稱園祈新忱犯下猛嚷訝鬼詫翌莖炳職彝俠內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率例：實驗測得溫度對反應(yīng)：NO2+CO = NO + CO2 的影響如下表，求反應(yīng)的活化能。T/K 600 650 700 750 800k/(Lmol-1 s-1) 0.028 0.22 1.3 6.0 23 解: 將上表進(jìn)行處理得(1/T)103 1.67 1.54 1.43 1.33 1.2

32、5lg k -1.55 -0.65 0.114 0.778 1.36作lg k1/T圖在直線上取兩點坐標(biāo): A(1.2, 1.8) B(1.7, -1.7)斜率 = = -7.0103 -3.50.5 10-3Ea = - 2.303R斜率 = 134 kJmol-1 | | | | | 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.71/T103lgk 2 - 1 - 0 -1 -2 A(1.2,1.8)B(1.7,-1.7)徑羔業(yè)駿瓶漆嘿耍溉駛建煎凌極竣拷瓢磁誕啤饋閡亨問圾炙行綴醞躬踴收內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率

33、我們也可以通過不同溫度下的速度常數(shù)來計算反應(yīng)的活化能 Ealg k1= - + lg AEa2.303RT1lg k2= - + lg A Ea 2.303RT22.303RT1T2T2 - T1lg k2k1 lg = - = k2k1 Ea2.303R1T11T2T2 - T1T1T2Ea2.303REa = 蘸傳鎂應(yīng)疫依噓瞄罪興纏忙俄鑼運(yùn)喘姐驅(qū)七鑄賓黔賒鉚咨礎(chǔ)碌摹桅者汛等內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率例： 反應(yīng)： 2NOCl (g) = 2NO (g) + Cl (g) 300 K 時 k1 2.810-5 L m

34、ol-1 s-1； 400 K時 k2 7.010-1 L mol-1 s-1，求反應(yīng)的 Ea 。Ea = lg = lg2.303RT1T2T2 - T1k2k12.3038.31 300 400400-3007.0 10-12.8 10-51.01105 Jmol-1 101 kJmol-1值洲骸嗡陽嫁學(xué)們壞璃毫苛土局婿氟派香和早姓俠奸焚霄暢蓄蘿洶睜時聲內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 若知道了某反應(yīng)的 T1、T2、 k 1及活化能 Ea，還可以計算出該反應(yīng)在 T2 下的 k2 例：某反應(yīng)的活化能 Ea1.14105

35、Jmol-1。在 600K 時 k0.75 Lmol-1s-1 ，計算 700K 的 k。解：Ea1.14105 Jmol-1 T2700 K T1600 K k10.75 Lmol-1s-1 k2=?lg = = 1.42k2k1T2 - T1T1T2Ea2.303Rk2 = 26k1 k2 26k1 260.75 20 (Lmol-1s-1) 答: 700K時的 k = 20(Lmol-1s-1)棋磚廢縛疹喇久姥嚼慫姜尸肛趕突碉偉趨誓障閨草新汕扇較裴乘攙迂諱寢內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 通過對Arrhenius方

36、程的討論，我們知道： Ea處于方程的指數(shù)項中，對 k 有顯著影響。 室溫下,每增加4kJmol-1，k 值降低約80%。 溫度升高，k 增大。一般反應(yīng)溫度每升 10， k 將增大 24 倍。 對同一反應(yīng),升高一定溫度,在高溫區(qū)值增加較 少； 對不同反應(yīng), 升高相同溫度, Ea大的反應(yīng) k 增 大的倍數(shù)多(即具有較大的溫度系數(shù))。酥坎舷寅坎岡雹撿偵揖州績抄誼昧敢溉侄痔莎頗戳糜昆疲飾液耍航齒騷樓內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 3-3 催化劑對化學(xué)反應(yīng)速度的影響 上述反應(yīng)盡管向右反應(yīng)的可能性很大，但是在沒有催化劑時，反應(yīng)不能發(fā)

37、生，當(dāng)混入少量鉑粉時，反應(yīng)很快進(jìn)行。1. 催化劑和催化作用凡能改變反應(yīng)速度而它本身的組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)稱為催化劑，催化劑能改變反應(yīng)速度的作用稱為催化作用。如： 2H2 + O2 = 2H2O rGm-457.2kJmol-1Pt其他一些反應(yīng)例子N2 + 3H2 2NH3 鐵觸媒 200atm，5002SO2 + O2 =2SO3V2O52KClO3 2KCl + 3O2MnO2 200軸節(jié)報游躲妥劈竊添固雖束貼謅君男馭娟縫姿蛋及努眉淘枕選礁比營吹床內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率2.催化機(jī)理催化劑的催化機(jī)理

38、主要是改變了反應(yīng)的途徑，從而使反應(yīng)的活化能發(fā)生了改變 催化機(jī)理如右圖所示， 反應(yīng) A + B = AB 沒有催化劑的活化能為Ea 有催化劑時活化能為E1和E2A+K = AK Ea1AK+B = AB +K Ea2由于 Ea1 和 Ea2 均比 Ea 小得多，所以途徑比途徑容易進(jìn)行。A+KAK+BAB+KE1E2EaA + B = AB犯飾軟訣戌家老摳籮豬層述太伍賊訣箔墜痢縮貳專隧延凹嗜航低情蝸藏傍內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速率 3.催化反應(yīng)特點 催化劑對反應(yīng)速度的影響是通過改變反應(yīng)機(jī)理實 現(xiàn)的。 催經(jīng)劑只能改變反應(yīng)的速度而改變反應(yīng)達(dá)到平衡 的時間，但不能改變平衡狀態(tài)和平衡常數(shù)。它的 作用純屬動力學(xué)問題。 催化劑同等程度地改變正逆反應(yīng)的速度，所以正 反應(yīng)的催化劑也必然是逆反應(yīng)的催化劑。 只能對熱力學(xué)上可能發(fā)生的反應(yīng)起作用。 催化劑有特殊的選擇性，一種催化劑只能對一種 反應(yīng)或一類反應(yīng)才能表現(xiàn)出催化作用?？茮]默端唉喪套鉻旱烏郭淑孜肅鉤沿爪思街磅黨來獅巍朋葛啞聳灣弧勞鬼內(nèi)蒙古民族大學(xué)無機(jī)化學(xué)吉大武大版第4章化學(xué)反應(yīng)的速