基礎(chǔ)化學：化學反應(yīng)速率

化學反應(yīng)速率與化學平衡化學反應(yīng)速率化學平衡本章作業(yè):p111-113:習題4,12,13,14,17,19,21,23

化學反應(yīng)速率§1化學反應(yīng)速率的概念§2反應(yīng)速率理論和反應(yīng)機理簡介§3濃度對反應(yīng)速率的影響

—速率方程式§4溫度對反應(yīng)速率的影響§5催化劑和催化作用§1化學反應(yīng)速率1.1平均速率與瞬時速率1.2恒容反應(yīng)的反應(yīng)速率

反應(yīng)速率是指給定條件下反應(yīng)物通過化學反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率，常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者產(chǎn)物濃度的增加來表示.濃度常用moldm-3，時間常用s，min，h，d，y.反應(yīng)速率又分為平均速率和瞬時速率兩種表示方法.1.1平均速率:

速率的單位是:moldm-3s-1

平均速率：

例

下面是反應(yīng)2NO2(g)→2NO(g)+O2(g)在一定時間內(nèi)反應(yīng)物產(chǎn)物濃度的變化實驗數(shù)據(jù)（300℃

）TimePeriod(s)4.2×10-52.8×10-52.0×10-51.4×10-51.0×10-5

0→5050→100100→150150→200200→250●平均速率例如，對于下面的實驗數(shù)據(jù)

平均速率與瞬時速率瞬時1.2恒容反應(yīng)的反應(yīng)速率

反應(yīng)速率是指在一定條件下,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的速率.以反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示.對于一般的化學反應(yīng)：

aA+bByY+zZ對于恒容的氣相反應(yīng),用分壓代替濃度:例：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)t=0s時c(B)/mol·dm-32.04.00.0t=10s時c(B)/mol·dm-31.01.02.0

§2反應(yīng)速率理論和反應(yīng)機理簡介包括碰撞理論和活化配合物理論2.1碰撞理論2.2活化配合物理論(過渡態(tài)理論)2.3活化能與反應(yīng)速率2.1碰撞理論（英國科學家路易斯1918年提出）

前提：氣體分子可以看作是沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的硬球，反應(yīng)看作為剛性球體的有效碰撞，反應(yīng)速率由有效碰撞決定。理論要點：有效碰撞：可以發(fā)生反應(yīng)的分子間碰撞稱為有效碰撞；活化分子：可以發(fā)生反應(yīng)的分子稱為活化分子；活化能：活化分子具有的平均能量與氣體分子的平均能量之差稱為反應(yīng)的活化能Ea

對于反應(yīng)NO2與O3反應(yīng)的示意圖2.2活化配合物理論(過渡態(tài)理論)如對反應(yīng)：要點：在反應(yīng)物相互接近時，要經(jīng)過一個中間過渡狀態(tài)，即形成所謂的活化絡(luò)合物，活化絡(luò)合物既可以分解為反應(yīng)物分子，也可以分解為產(chǎn)物分子?；罨j(luò)合物和反應(yīng)物(或生成物)存在能壘，這一能壘被稱為正反應(yīng)（或逆反應(yīng)）的活化能NO+O3NO2+O2ONOOO化學反應(yīng)過程中能量變化曲線Ea,逆Ea正Ea正Ea逆2.3活化能與反應(yīng)速率濃度影響——當溫度一定，某反應(yīng)的活化能也一定時,反應(yīng)系統(tǒng)的活化分子數(shù)也一定,濃度增大,活化分子數(shù)增多,反應(yīng)速率增大;溫度影響——當濃度一定,溫度升高，活化分子數(shù)百分數(shù)增多,反應(yīng)速率增加?！?濃度對反應(yīng)速率的影響—速率方程式3.1化學反應(yīng)速率方程式3.2反應(yīng)機理與基元反應(yīng)

3.3質(zhì)量作用定律3.1化學反應(yīng)速率方程式

40℃，CCl4中N2O5分解反應(yīng)的υ：c(N2O5)對于一般的化學反應(yīng)

α,β---反應(yīng)級數(shù)

k---反應(yīng)速率常數(shù)零級反應(yīng)mol·L-1·s-1

一級反應(yīng)s-1

二級反應(yīng)(mol·L-1)-1·s-1

可見（通過實驗確定其值）零級反應(yīng)高壓下氨在鎢絲上的分解（2NH3→N2+3H2）即為零級反應(yīng)，氨分解速率在一定條件下與氣相中氨的濃度（分壓）無關(guān)。反應(yīng)級數(shù)的意義：

①表示了反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系；②零級反應(yīng)表示了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)k稱為反應(yīng)的速率常數(shù):①

可理解為當反應(yīng)物濃度都為單位濃度時的反應(yīng)速率；②

k由化學反應(yīng)本身決定，是化學反應(yīng)在一定溫度時的特征常數(shù)；③相同條件下，k值越大，反應(yīng)速率越快；④

k的數(shù)值與反應(yīng)物的濃度無關(guān)。3.2反應(yīng)機理與基元反應(yīng)反應(yīng)機理:化學反應(yīng)過程中經(jīng)歷的真實反應(yīng)步驟的集合基元反應(yīng):由反應(yīng)物一步生成生成物的反應(yīng),沒有可用實驗方法檢測到的中間產(chǎn)物意義:通過實驗一旦證實某一有確定反應(yīng)物和生成物的反應(yīng)為元反應(yīng),就可以根據(jù)化學反應(yīng)計量方程式直接寫出其速率方程式,如則為元反應(yīng)非基元反應(yīng):由兩個或兩個以上的反應(yīng)組合而成的總反應(yīng)。在基元反應(yīng)中,可用實驗檢測到中間產(chǎn)物的存在,但它被后面的一步或幾步反應(yīng)消耗掉(與副反應(yīng)或副產(chǎn)物不同)如:

為由下列兩步組成的非基元反應(yīng)(快)(慢)3.3質(zhì)量作用定律:aA+bBdD+eE

ν=κCAaCBbκ為速率常數(shù).

a+b為反應(yīng)級數(shù).該公式僅適用于基元反應(yīng).

從上述公式可以看出濃度對反應(yīng)速率的影響.

(1)若有固體,液體參加反應(yīng),則不列入方程式.(2)對于氣體,可用分壓代替.

速率方程的確定研究反應(yīng):的速率方程可知:

k與溫度有關(guān),T增大,一般k也增大,但k~T不是線性關(guān)系。反應(yīng)速率方程

影響反應(yīng)速率的因素有兩個:k和§4

溫度對反應(yīng)速率的影響

k-T

關(guān)系圖

k-T圖

lnk-1/T圖§5催化劑與催化作用催化劑:存在少量就能加快反應(yīng)而本身最后并無損耗的物質(zhì)。催化作用的特點：①通過改變歷程,降低反應(yīng)活化能,k值增大②同等程度降低正逆反應(yīng)活化能,即同時加快正逆反應(yīng)速率,縮短達到平衡的時間③只有在特定的條件下催化劑才能表現(xiàn)活性催化劑對反應(yīng)活化能的影