無(wú)機(jī)化學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率習(xí)題課課件

第四章化學(xué)反應(yīng)速率

習(xí)題課化學(xué)學(xué)院張志明1第四章化學(xué)反應(yīng)速率

習(xí)題課化學(xué)學(xué)院張志明1本章內(nèi)容小結(jié)書后習(xí)題課外習(xí)題2本章內(nèi)容小結(jié)2本章內(nèi)容小結(jié)反應(yīng)速率概念平均速率，瞬時(shí)速率反應(yīng)速率理論碰撞理論，過(guò)渡狀態(tài)理論反應(yīng)機(jī)理

基元反應(yīng)，反應(yīng)分子數(shù)，復(fù)雜反應(yīng)影響反應(yīng)速率的因素濃度，溫度，催化劑五.反應(yīng)物濃度與時(shí)間的關(guān)系3本章內(nèi)容小結(jié)反應(yīng)速率概念3一、反應(yīng)速率概念反應(yīng)速率是指在一定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾剩ǔＳ脝挝粫r(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。反應(yīng)速率的單位：

mol·dm-3·s-1mol·dm-3·min-1，mol·dm-3·h-14一、反應(yīng)速率概念反應(yīng)速率是指在一定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯骄俾?/p>

指某一時(shí)間間隔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率的平均值

對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)

aA+bB=gG+hH，有

5平均速率52.瞬時(shí)速率

指在某一時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率對(duì)于上述反應(yīng)，有即：同一反應(yīng)以不同組分的濃度變化表示反應(yīng)速率時(shí)，其反應(yīng)速率比等于各自計(jì)量系數(shù)之比。62.瞬時(shí)速率即：同一反應(yīng)以不同組分的濃度變化表示反應(yīng)速率時(shí)

瞬時(shí)速率可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，一般采用作圖法求出：(1)畫出濃度—時(shí)間（c－t）曲線圖；(2)在指定時(shí)間的曲線位置上做切線；(3)求出切線斜率的絕對(duì)值(用作圖法,量出線段長(zhǎng),求出比值)。7瞬時(shí)速率可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，一般采用作圖法求出：二.反應(yīng)速率理論碰撞理論要點(diǎn)：反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的先決條件；具備足夠的能量是有效碰撞的必要條件；只有當(dāng)活化分子組中的各個(gè)分子采取合適的取向進(jìn)行碰撞時(shí)，反應(yīng)才能發(fā)生。8二.反應(yīng)速率理論碰撞理論8f:能量因子；Ea:活化能；Z*:滿足能量要求的碰撞次數(shù)；Z**:真正的有效碰撞次數(shù)；P:取向因子。9f:能量因子；9活化能(Ea)：能發(fā)生有效碰撞的活化分子組所具有的最低能量。Ea越大,活化分子組所占比例則越少,有效碰撞分?jǐn)?shù)越小,故反應(yīng)速率越慢.不同類型的反應(yīng),活化能差別很大.分子的能量因碰撞而不斷變化,故活化分子組也不是固定不變的.但只要溫度一定,活化分子組的百分?jǐn)?shù)是固定的.10活化能(Ea)：能發(fā)生有效碰撞的活化分子組所具有的最低能量。2.過(guò)渡狀態(tài)理論要點(diǎn)：(1)當(dāng)反應(yīng)物分子接近到一定程度時(shí),分子的鍵連關(guān)系將發(fā)生變化,形成一中間過(guò)渡狀態(tài),即活化配合物；(2)活化配合物能量高,不穩(wěn)定，它既可以分解為產(chǎn)物，也可以變成原來(lái)的反應(yīng)物；(3)反應(yīng)速率決定于活化配合物的濃度,活化配合物分解成產(chǎn)物的幾率和分解成產(chǎn)物的速率.

112.過(guò)渡狀態(tài)理論11(4)正反應(yīng)活化能(Ea)：反應(yīng)物分子的平均勢(shì)能與活化配合物的勢(shì)能之差。同理，逆反應(yīng)活化能可表示為Ea’。(5)正逆反應(yīng)活化能之差為化學(xué)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)熱：Ea－Ea′＝rHm

Ea>Ea′,rHm>0,為吸熱反應(yīng)；Ea<Ea′,rHm<0,為放熱反應(yīng)。12(4)正反應(yīng)活化能(Ea)：反應(yīng)物分子的平均勢(shì)能與活化配合三、反應(yīng)機(jī)理基元反應(yīng)：指反應(yīng)物分子一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。復(fù)雜反應(yīng)：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的基元反應(yīng)組合而成的總反應(yīng)。反應(yīng)分子數(shù)：基元反應(yīng)或復(fù)雜反應(yīng)的基元步驟中發(fā)生反應(yīng)所需要的微粒（分子、原子、離子或自由基）的數(shù)目。13三、反應(yīng)機(jī)理基元反應(yīng)：指反應(yīng)物分子一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。反應(yīng)分子數(shù)為正整數(shù)，一般為1、2，3分子反應(yīng)已少見，4和4以上的分子碰撞在一起而發(fā)生的反應(yīng),尚未見到；對(duì)于非基元反應(yīng)，無(wú)反應(yīng)分子數(shù)可言。14反應(yīng)分子數(shù)為正整數(shù)，一般為1、2，14四、影響反應(yīng)速率的因素1.濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響(1)定性討論：增加反應(yīng)物濃度可增大反應(yīng)速率。碰撞理論解釋：由于增加反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，從而增加了單位時(shí)間內(nèi)在此體積內(nèi)反應(yīng)物分子有效碰撞的頻率，故導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。15四、影響反應(yīng)速率的因素1.濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響15(2)定量討論：反應(yīng)速率方程：對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA+bB=gG+hH，有

r=k

c(A)m

c(B)n

反應(yīng)級(jí)數(shù)：

上述反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)為m+n，即速率方程中冪指數(shù)之和。反應(yīng)級(jí)數(shù)可以為簡(jiǎn)單正整數(shù)、零、分?jǐn)?shù)，也有時(shí)無(wú)意義。16(2)定量討論：16速率常數(shù)k：在給定溫度下，各種反應(yīng)物濃度皆為1mol·dm-3時(shí)的反應(yīng)速率，也稱為比速常數(shù)。注意：k取決于反應(yīng)的本性；k是溫度的函數(shù)，與濃度無(wú)關(guān)；通常T升高，k增大，反應(yīng)速率加快。17速率常數(shù)k：在給定溫度下，各種反應(yīng)物濃度皆為1mol·用不同物質(zhì)的濃度改變表示速率時(shí),k值不同，即不同的速率常數(shù)之比等于反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比。k的單位為[c]1n[t]1(n為反應(yīng)級(jí)數(shù))；根據(jù)給出的反應(yīng)速率常數(shù)的單位,可以判斷反應(yīng)的級(jí)數(shù).18用不同物質(zhì)的濃度改變表示速率時(shí),k值不同，即不同的速率常數(shù)V.基元反應(yīng)質(zhì)量作用定律：恒溫下,基元反應(yīng)（包括復(fù)雜反應(yīng)的基元步驟）的化學(xué)反應(yīng)速率同反應(yīng)物濃度冪的連積成正比,冪指數(shù)等于反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù).

19V.基元反應(yīng)192.溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響定性討論：溫度升高，分子的平均能量升高,單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞增加,故反應(yīng)速率加快.定量計(jì)算：Arrhenius(阿侖尼烏斯)公式：202.溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響20式中：k速率常數(shù)，Ea活化能，R氣體常數(shù)，T絕對(duì)溫度，e自然對(duì)數(shù)底,e=2.71828……,A指前因子,單位同k。

應(yīng)用阿侖尼烏斯公式討論問題,可以認(rèn)為Ea,A不隨溫度變化.由于T在指數(shù)上,故對(duì)k的影響較大.21式中：k速率常數(shù)，Ea活化能，R氣體常數(shù)，213.催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響機(jī)理：催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)活化能，使活化分子百分率增加，反應(yīng)速率加快。特征：通過(guò)改變反應(yīng)機(jī)理（降低活化能）改變反應(yīng)速率。223.催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響22對(duì)于可逆反應(yīng)，同等程度改變正逆反應(yīng)速率，只縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，不改變平衡狀態(tài)（即不能使平衡發(fā)生移動(dòng)）。只改變反應(yīng)途徑，不改變反應(yīng)方向，熱力學(xué)上非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，催化劑不能使之變成自發(fā)的。催化劑有特殊選擇性。23對(duì)于可逆反應(yīng)，同等程度改變正逆反應(yīng)速率，只縮短達(dá)到平衡的時(shí)間五、反應(yīng)物濃度與時(shí)間的關(guān)系1.零級(jí)反應(yīng)特征：整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)速率為一常數(shù)，與反應(yīng)物濃度和反應(yīng)經(jīng)歷的時(shí)間無(wú)關(guān)。對(duì)于反應(yīng)A(反應(yīng)物)→P(生成物)24五、反應(yīng)物濃度與時(shí)間的關(guān)系1.零級(jí)反應(yīng)242.一級(jí)反應(yīng)特征：反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的一次方成正比。反應(yīng)A(反應(yīng)物)→P(生成物)的速率方程為一級(jí)反應(yīng)k的單位為：時(shí)間－1。252.一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)k的單位為：時(shí)間－1。25一級(jí)反應(yīng)的半衰期為：一級(jí)反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，只取決于速率常數(shù)k。26一級(jí)反應(yīng)的半衰期為：一級(jí)反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，只取3.只有一種反應(yīng)物的二級(jí)反應(yīng)4.只有一種反應(yīng)物的三級(jí)反應(yīng)273.只有一種反應(yīng)物的二級(jí)反應(yīng)4.只有一種反應(yīng)物的三級(jí)反應(yīng)P924-5說(shuō)明可逆反應(yīng)的速率常數(shù)k+，k-與其平衡常數(shù)K之間關(guān)系。若已知某溫度下氫氟酸的解離反應(yīng):HF(aq)=H+(aq)+F-(aq)的平衡常數(shù)為7.08×10-4mol·dm-3。又已知基元反應(yīng):H+(aq)+F-(aq)=HF(aq)的速率常數(shù)為1.00×1011mol·s-1，求氫氟酸解離反應(yīng)的速率常數(shù)。書后習(xí)題28P924-5說(shuō)明可逆反應(yīng)的速率常數(shù)k+，k-與其平衡常對(duì)于基元反應(yīng)來(lái)說(shuō)，若其速率常數(shù)為k+，其逆反應(yīng)的速率常數(shù)為k，而平衡常數(shù)為K，則有K=k+/k?；诒绢}的推導(dǎo)過(guò)程：根據(jù)題設(shè)，已知HF(aq)=H+(aq)+F(aq)(k+)

H+(aq)+F(aq)=HF(aq)(k)HF(aq)H+(aq)+F(aq)(K)P92，4-5解：29對(duì)于基元反應(yīng)來(lái)說(shuō)，若其速率常數(shù)為k+，其逆反應(yīng)的速率常數(shù)為微觀可逆性原理：如果正反應(yīng)是基元反應(yīng),則其逆反應(yīng)也必然是基元反應(yīng),且正逆反應(yīng)經(jīng)過(guò)同一活化絡(luò)合物作為過(guò)渡態(tài).由題設(shè)知反應(yīng)H+(aq)+F(aq)=HF(aq)為基元反應(yīng)(k)，根據(jù)微觀可逆性原理，可知其逆反應(yīng)氫氟酸的電離反應(yīng)HF(aq)=H+(aq)+F(aq)(k+)仍為基元反應(yīng).30微觀可逆性原理：如果正反應(yīng)是基元反應(yīng),則其逆反應(yīng)也必然是當(dāng)電離反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，有v+=v，故k+[HF]=k[H+][F]故k+=K?k

=7.0810-4mol?dm-31.001011dm3?mol-1?s-1=7.08107s-131當(dāng)電離反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，有v+=v，故故k+=KP924-7環(huán)丁烯異構(gòu)化反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)在150oC時(shí)k=2.0×10-4s-1，氣態(tài)環(huán)丁烯的初始濃度為1.89×10-3mol·dm-3。求：(1)20min時(shí)環(huán)丁烯的濃度；(2)環(huán)丁烯的濃度變成1.00×10-3mol·dm-3所需時(shí)間。32P924-7環(huán)丁烯異構(gòu)化反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)32P92,4-7解：由題設(shè)知環(huán)丁烯異構(gòu)化反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，根據(jù)一級(jí)反應(yīng)反應(yīng)物的濃度與時(shí)間的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。(1)20min相當(dāng)于1200s33P92,4-7解：由題設(shè)知環(huán)丁烯異構(gòu)化反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，根故20min后環(huán)丁烯的濃度為c=0.787c0=0.7871.8910-3mol?dm-3=1.4910-3mol?dm-334故20min后環(huán)丁烯的濃度為34P934-10考古學(xué)者從古墓中取出的紡織品，經(jīng)取樣分析其14C含量為動(dòng)植物活體的85%。若放射性核衰變復(fù)合一級(jí)反應(yīng)速率方程且已知14C的半衰期為5720年，估算該紡織品年齡。35P934-10考古學(xué)者從古墓中取出的紡織品，經(jīng)取樣分P934-10解：由于放射性同位素14C的衰變相當(dāng)于一級(jí)反應(yīng)，根據(jù)一級(jí)反應(yīng)反應(yīng)物的濃度與時(shí)間的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。36P934-10解：由于放射性同位素14C的衰變相當(dāng)于一級(jí)3737P934-11已知某氣相反應(yīng)的活化能Ea=163kJ·mol-1，溫度390K時(shí)的速率常數(shù)k=2.37×10-2dm3·mol-1·s-1。求溫度為420K時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)。38P934-11已知某氣相反應(yīng)的活化能Ea=163kJ·P93,4-11解：根據(jù)Arrhenius公式代入題設(shè)條件可得39P93,4-11解：根據(jù)Arrhenius公式代入題設(shè)條4040P934-12在19世紀(jì)末，荷蘭科學(xué)家van’tHoff根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)指出，溫度升高10K，反應(yīng)速率擴(kuò)大2~4倍。假定這些實(shí)驗(yàn)是在27oC左右進(jìn)行的，求所設(shè)計(jì)的化學(xué)反應(yīng)的活化能Ea的范圍。41P934-12在19世紀(jì)末，荷蘭科學(xué)家van’tHoP934-12解：根據(jù)Arrhenius公式可得42P934-12解：根據(jù)Arrhenius公式可得42將k2/k1=2代入上式，得Ea1=53.6kJ?mol-1；將k2/k1=4代入上式，得Ea2=107.2kJ?mol-1；所以實(shí)驗(yàn)涉及的化學(xué)反應(yīng)的活化能范圍是53.6107.2kJ?mol-1。43將k2/k1=2代入上式，得Ea1=53.6kJP934-13某一級(jí)反應(yīng)400K時(shí)的半衰期是500K時(shí)的100倍，估算反應(yīng)的活化能。44P934-13某一級(jí)反應(yīng)400K時(shí)的半衰期是500K時(shí)的P934-13解：由一級(jí)反應(yīng)的半衰期公式45P934-13解：由一級(jí)反應(yīng)的半衰期公式45根據(jù)Arrhenius公式可得46根據(jù)Arrhenius公式可得46P934-15蔗糖水解反應(yīng)C12H22O11+H2O→2C6H12O6活化能Ea=110kJ·mol-1；298K時(shí)半衰期t1/2=1.22×104s，且t1/2與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)。（1）求此反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)；（2）寫出其速率方程；（3）求308K時(shí)的速率常數(shù)k。47P934-15蔗糖水解反應(yīng)C12H22O11+H2O由題設(shè)知，反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，故知該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。其速率方程為

r=k[C12H22O11](3)由一級(jí)反應(yīng)的半衰期公式得P93,4-15解：48由題設(shè)知，反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，故知該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)根據(jù)Arrhenius公式代入已知數(shù)據(jù)，得49根據(jù)Arrhenius公式代入已知數(shù)據(jù)，得49第四章化學(xué)反應(yīng)速率

習(xí)題課化學(xué)學(xué)院張志明50第四章化學(xué)反應(yīng)速率

習(xí)題課化學(xué)學(xué)院張志明1本章內(nèi)容小結(jié)書后習(xí)題課外習(xí)題51本章內(nèi)容小結(jié)2本章內(nèi)容小結(jié)反應(yīng)速率概念平均速率，瞬時(shí)速率反應(yīng)速率理論碰撞理論，過(guò)渡狀態(tài)理論反應(yīng)機(jī)理

基元反應(yīng)，反應(yīng)分子數(shù)，復(fù)雜反應(yīng)影響反應(yīng)速率的因素濃度，溫度，催化劑五.反應(yīng)物濃度與時(shí)間的關(guān)系52本章內(nèi)容小結(jié)反應(yīng)速率概念3一、反應(yīng)速率概念反應(yīng)速率是指在一定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾?，通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。反應(yīng)速率的單位：

mol·dm-3·s-1mol·dm-3·min-1，mol·dm-3·h-153一、反應(yīng)速率概念反應(yīng)速率是指在一定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯骄俾?/p>

指某一時(shí)間間隔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率的平均值

對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)

aA+bB=gG+hH，有

54平均速率52.瞬時(shí)速率

指在某一時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率對(duì)于上述反應(yīng)，有即：同一反應(yīng)以不同組分的濃度變化表示反應(yīng)速率時(shí)，其反應(yīng)速率比等于各自計(jì)量系數(shù)之比。552.瞬時(shí)速率即：同一反應(yīng)以不同組分的濃度變化表示反應(yīng)速率時(shí)

瞬時(shí)速率可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，一般采用作圖法求出：(1)畫出濃度—時(shí)間（c－t）曲線圖；(2)在指定時(shí)間的曲線位置上做切線；(3)求出切線斜率的絕對(duì)值(用作圖法,量出線段長(zhǎng),求出比值)。56瞬時(shí)速率可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，一般采用作圖法求出：二.反應(yīng)速率理論碰撞理論要點(diǎn)：反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的先決條件；具備足夠的能量是有效碰撞的必要條件；只有當(dāng)活化分子組中的各個(gè)分子采取合適的取向進(jìn)行碰撞時(shí)，反應(yīng)才能發(fā)生。57二.反應(yīng)速率理論碰撞理論8f:能量因子；Ea:活化能；Z*:滿足能量要求的碰撞次數(shù)；Z**:真正的有效碰撞次數(shù)；P:取向因子。58f:能量因子；9活化能(Ea)：能發(fā)生有效碰撞的活化分子組所具有的最低能量。Ea越大,活化分子組所占比例則越少,有效碰撞分?jǐn)?shù)越小,故反應(yīng)速率越慢.不同類型的反應(yīng),活化能差別很大.分子的能量因碰撞而不斷變化,故活化分子組也不是固定不變的.但只要溫度一定,活化分子組的百分?jǐn)?shù)是固定的.59活化能(Ea)：能發(fā)生有效碰撞的活化分子組所具有的最低能量。2.過(guò)渡狀態(tài)理論要點(diǎn)：(1)當(dāng)反應(yīng)物分子接近到一定程度時(shí),分子的鍵連關(guān)系將發(fā)生變化,形成一中間過(guò)渡狀態(tài),即活化配合物；(2)活化配合物能量高,不穩(wěn)定，它既可以分解為產(chǎn)物，也可以變成原來(lái)的反應(yīng)物；(3)反應(yīng)速率決定于活化配合物的濃度,活化配合物分解成產(chǎn)物的幾率和分解成產(chǎn)物的速率.

602.過(guò)渡狀態(tài)理論11(4)正反應(yīng)活化能(Ea)：反應(yīng)物分子的平均勢(shì)能與活化配合物的勢(shì)能之差。同理，逆反應(yīng)活化能可表示為Ea’。(5)正逆反應(yīng)活化能之差為化學(xué)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)熱：Ea－Ea′＝rHm

Ea>Ea′,rHm>0,為吸熱反應(yīng)；Ea<Ea′,rHm<0,為放熱反應(yīng)。61(4)正反應(yīng)活化能(Ea)：反應(yīng)物分子的平均勢(shì)能與活化配合三、反應(yīng)機(jī)理基元反應(yīng)：指反應(yīng)物分子一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。復(fù)雜反應(yīng)：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的基元反應(yīng)組合而成的總反應(yīng)。反應(yīng)分子數(shù)：基元反應(yīng)或復(fù)雜反應(yīng)的基元步驟中發(fā)生反應(yīng)所需要的微粒（分子、原子、離子或自由基）的數(shù)目。62三、反應(yīng)機(jī)理基元反應(yīng)：指反應(yīng)物分子一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。反應(yīng)分子數(shù)為正整數(shù)，一般為1、2，3分子反應(yīng)已少見，4和4以上的分子碰撞在一起而發(fā)生的反應(yīng),尚未見到；對(duì)于非基元反應(yīng)，無(wú)反應(yīng)分子數(shù)可言。63反應(yīng)分子數(shù)為正整數(shù)，一般為1、2，14四、影響反應(yīng)速率的因素1.濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響(1)定性討論：增加反應(yīng)物濃度可增大反應(yīng)速率。碰撞理論解釋：由于增加反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，從而增加了單位時(shí)間內(nèi)在此體積內(nèi)反應(yīng)物分子有效碰撞的頻率，故導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。64四、影響反應(yīng)速率的因素1.濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響15(2)定量討論：反應(yīng)速率方程：對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA+bB=gG+hH，有

r=k

c(A)m

c(B)n

反應(yīng)級(jí)數(shù)：

上述反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)為m+n，即速率方程中冪指數(shù)之和。反應(yīng)級(jí)數(shù)可以為簡(jiǎn)單正整數(shù)、零、分?jǐn)?shù)，也有時(shí)無(wú)意義。65(2)定量討論：16速率常數(shù)k：在給定溫度下，各種反應(yīng)物濃度皆為1mol·dm-3時(shí)的反應(yīng)速率，也稱為比速常數(shù)。注意：k取決于反應(yīng)的本性；k是溫度的函數(shù)，與濃度無(wú)關(guān)；通常T升高，k增大，反應(yīng)速率加快。66速率常數(shù)k：在給定溫度下，各種反應(yīng)物濃度皆為1mol·用不同物質(zhì)的濃度改變表示速率時(shí),k值不同，即不同的速率常數(shù)之比等于反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比。k的單位為[c]1n[t]1(n為反應(yīng)級(jí)數(shù))；根據(jù)給出的反應(yīng)速率常數(shù)的單位,可以判斷反應(yīng)的級(jí)數(shù).67用不同物質(zhì)的濃度改變表示速率時(shí),k值不同，即不同的速率常數(shù)V.基元反應(yīng)質(zhì)量作用定律：恒溫下,基元反應(yīng)（包括復(fù)雜反應(yīng)的基元步驟）的化學(xué)反應(yīng)速率同反應(yīng)物濃度冪的連積成正比,冪指數(shù)等于反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù).

68V.基元反應(yīng)192.溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響定性討論：溫度升高，分子的平均能量升高,單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞增加,故反應(yīng)速率加快.定量計(jì)算：Arrhenius(阿侖尼烏斯)公式：692.溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響20式中：k速率常數(shù)，Ea活化能，R氣體常數(shù)，T絕對(duì)溫度，e自然對(duì)數(shù)底,e=2.71828……,A指前因子,單位同k。

應(yīng)用阿侖尼烏斯公式討論問題,可以認(rèn)為Ea,A不隨溫度變化.由于T在指數(shù)上,故對(duì)k的影響較大.70式中：k速率常數(shù)，Ea活化能，R氣體常數(shù)，213.催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響機(jī)理：催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)活化能，使活化分子百分率增加，反應(yīng)速率加快。特征：通過(guò)改變反應(yīng)機(jī)理（降低活化能）改變反應(yīng)速率。713.催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響22對(duì)于可逆反應(yīng)，同等程度改變正逆反應(yīng)速率，只縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，不改變平衡狀態(tài)（即不能使平衡發(fā)生移動(dòng)）。只改變反應(yīng)途徑，不改變反應(yīng)方向，熱力學(xué)上非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，催化劑不能使之變成自發(fā)的。催化劑有特殊選擇性。72對(duì)于可逆反應(yīng)，同等程度改變正逆反應(yīng)速率，只縮短達(dá)到平衡的時(shí)間五、反應(yīng)物濃度與時(shí)間的關(guān)系1.零級(jí)反應(yīng)特征：整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)速率為一常數(shù)，與反應(yīng)物濃度和反應(yīng)經(jīng)歷的時(shí)間無(wú)關(guān)。對(duì)于反應(yīng)A(反應(yīng)物)→P(生成物)73五、反應(yīng)物濃度與時(shí)間的關(guān)系1.零級(jí)反應(yīng)242.一級(jí)反應(yīng)特征：反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的一次方成正比。反應(yīng)A(反應(yīng)物)→P(生成物)的速率方程為一級(jí)反應(yīng)k的單位為：時(shí)間－1。742.一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)k的單位為：時(shí)間－1。25一級(jí)反應(yīng)的半衰期為：一級(jí)反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，只取決于速率常數(shù)k。75一級(jí)反應(yīng)的半衰期為：一級(jí)反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，只取3.只有一種反應(yīng)物的二級(jí)反應(yīng)4.只有一種反應(yīng)物的三級(jí)反應(yīng)763.只有一種反應(yīng)物的二級(jí)反應(yīng)4.只有一種反應(yīng)物的三級(jí)反應(yīng)P924-5說(shuō)明可逆反應(yīng)的速率常數(shù)k+，k-與其平衡常數(shù)K之間關(guān)系。若已知某溫度下氫氟酸的解離反應(yīng):HF(aq)=H+(aq)+F-(aq)的平衡常數(shù)為7.08×10-4mol·dm-3。又已知基元反應(yīng):H+(aq)+F-(aq)=HF(aq)的速率常數(shù)為1.00×1011mol·s-1，求氫氟酸解離反應(yīng)的速率常數(shù)。書后習(xí)題77P924-5說(shuō)明可逆反應(yīng)的速率常數(shù)k+，k-與其平衡常對(duì)于基元反應(yīng)來(lái)說(shuō)，若其速率常數(shù)為k+，其逆反應(yīng)的速率常數(shù)為k，而平衡常數(shù)為K，則有K=k+/k。基于本題的推導(dǎo)過(guò)程：根據(jù)題設(shè)，已知HF(aq)=H+(aq)+F(aq)(k+)

H+(aq)+F(aq)=HF(aq)(k)HF(aq)H+(aq)+F(aq)(K)P92，4-5解：78對(duì)于基元反應(yīng)來(lái)說(shuō)，若其速率常數(shù)為k+，其逆反應(yīng)的速率常數(shù)為微觀可逆性原理：如果正反應(yīng)是基元反應(yīng),則其逆反應(yīng)也必然是基元反應(yīng),且正逆反應(yīng)經(jīng)過(guò)同一活化絡(luò)合物作為過(guò)渡態(tài).由題設(shè)知反應(yīng)H+(aq)+F(aq)=HF(aq)為基元反應(yīng)(k)，根據(jù)微觀可逆性原理，可知其逆反應(yīng)氫氟酸的電離反應(yīng)HF(aq)=H+(aq)+F(aq)(k+)仍為基元反應(yīng).79微觀可逆性原理：如果正反應(yīng)是基元反應(yīng),則其逆反應(yīng)也必然是當(dāng)電離反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，有v+=v，故k+[HF]=k[H+][F]故k+=K?k

=7.0810-4mol?dm-31.001011dm3?mol-1?s-1=7.08107s-180當(dāng)電離反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，有v+=v，故故k+=KP924-7環(huán)丁烯異構(gòu)化反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)在150oC時(shí)k=2.0×10-4s-1，氣態(tài)環(huán)丁烯的初始濃度為1.89×10-3mol·dm-3。求：(1)20min時(shí)環(huán)丁烯的濃度；(2)環(huán)丁烯的濃度變成1.00×10-3mol·dm-3所需時(shí)間。81P924-7環(huán)丁烯異構(gòu)化反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)32P92,4-7解：由題設(shè)知環(huán)丁烯異構(gòu)化反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，根據(jù)一級(jí)反應(yīng)反應(yīng)物的濃度與時(shí)間的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。(1)20min相當(dāng)于1200s82P92,4-7解：由題設(shè)知環(huán)丁烯異構(gòu)化反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，根故20min后環(huán)丁烯的濃度為c=0.787c0=0.7871.8910-3mol?dm-3=1.4910-3mol?dm-383故20min后環(huán)丁烯的濃度為34P934-10考古學(xué)者從古墓中取出的紡織品，經(jīng)取樣分析其14C含量為動(dòng)植物活體的85%。若放射性核衰變復(fù)合一級(jí)反應(yīng)速率方程且已知14C的半衰期為5720年，估算該紡織品年齡。84P934-10考古學(xué)者從古墓中取出的紡織品，經(jīng)取樣分P934-10解：由于放射性同位素1