化學(xué)課件第四章、化學(xué)反應(yīng)速率

第四章化學(xué)反應(yīng)速率

4.1化學(xué)反應(yīng)速率的概念化學(xué)反應(yīng)速率:通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。單位為mol·L－1·s－14.1.1平均速率如:N2(g)+3H2(g)

=2NH3(g)

起始濃度(mol/L)1.03.004秒后(mol/L)0.41.21.2（其中負(fù)號表示反應(yīng)物濃度降低，正號表示生成物濃度增加）

規(guī)定:以各個(gè)不同的速率項(xiàng)除以各自在反應(yīng)式中的計(jì)量系數(shù)表示反應(yīng)的反應(yīng)速率.瞬時(shí)速率:化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到某一時(shí)刻的速率.4.1.2瞬時(shí)速率(即時(shí)速率)對任一化學(xué)反應(yīng):2.53.00.5例:反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)的反應(yīng)速率可以表示為ν=－，也可以表示為（）

A.B.

C.D.B4.2濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響4.2.1反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理不同基元反應(yīng):一步實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)非基元反應(yīng):包括兩個(gè)或兩個(gè)以上基元反應(yīng)的反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理:由反應(yīng)物到產(chǎn)物所經(jīng)歷的途徑.如:H2(g)+I2(g)=2HI(g)反應(yīng)機(jī)理：(1)I2→2I

(快)(2)H2+2I→2HI(慢)又如CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)(基元反應(yīng))(非基元反應(yīng))(基元反應(yīng))(基元反應(yīng))4.2.2質(zhì)量作用定律和速率方程質(zhì)量作用定律:在一定溫度下,基元反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度及系數(shù)為乘冪的乘積成正比.對于任一基元反應(yīng)：aA+bB=gG+hHk稱為速率常數(shù)，其數(shù)值為在一定條件（溫度、催化劑）下，當(dāng)各反應(yīng)物濃度均為1mol·L－1時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率。k值決定于反應(yīng)的本性和反應(yīng)溫度，與反應(yīng)物濃度無關(guān)。k值一般都由實(shí)驗(yàn)測定。(a+b)稱為反應(yīng)總級數(shù)說明:(1)速率常數(shù)k的單位與反應(yīng)總級數(shù)有關(guān):

a+b反應(yīng)總級數(shù)k的單位

0

0級mol·L-1·S-1

1一級

S-1

2二級L

·mol-1·S-1(2)a+b稱為反應(yīng)總級數(shù),a為反應(yīng)物A的級數(shù),b為反應(yīng)物B的級數(shù).反應(yīng)級數(shù)可以為0,自然數(shù),也可以是分?jǐn)?shù).

2Na+2H2O=2NaOH+H2

H2(g)+I2(g)=2HI(g)0級反應(yīng)例1:某一反應(yīng)的速度決定步驟2A(g)+B(g)=3C(g),將2molA(g)和1molB(g)混合，反應(yīng)立即發(fā)生，當(dāng)A.B都用掉一半時(shí),反應(yīng)速度是反應(yīng)初始速度的___________倍；當(dāng)A.B都用掉2/3時(shí)，反應(yīng)速度是初始速度的______________倍。1/81/27ν=κ.c(H2).c(I2)二級反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ν=κ.c(H2).c1/2(Cl2)1.5級反應(yīng)ν=κ例2:已知反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的反應(yīng)機(jī)理為:

（1）NO+NO==N2O2(快)（2）N2O2+H2==N2O+H2O(慢)（3）N2O+H2==N2+H2O(快)

則總反應(yīng)速率方程式為:()A.ν=kc2(NO)c2(H2)B.ν=kc(NO)c(H2)C.ν=kc2(NO)c(H2)D.ν=kc2(NO)例3:給定條件下,反應(yīng)2NO+2H2=N2+2H2O分兩步進(jìn)行,I.2NO+H2=N2+H2O2(慢)II.H2O2+H2=2H2O(快)

若容器體積減至原來的一半,則反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉淼?)倍?A.2B.4C.8D.16CC例:在600K時(shí),反應(yīng)2NO+O2=2NO2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:c(NO)(mol/L)C(O2)(mol/L)

NO的降低速率mol.L-1.S-10.0100.0100.0300.0100.0200.020

2.5×10-3

5.0×10-34.5×10-2(1)寫出上述反應(yīng)的速率方程式,計(jì)算反應(yīng)級數(shù);(2)計(jì)算速率常數(shù);(3)當(dāng)c(NO)=0.015mol/L,c(O2)=0.025mol/L時(shí),v=?4.3溫度對反應(yīng)速率的影響4.3.1Van’THoff規(guī)則（范荷夫規(guī)則）內(nèi)容：在一定條件下，溫度每升高10℃,反應(yīng)速率就增大到原來的2-4倍.例:如果在某溫度范圍內(nèi),溫度升高10℃,反應(yīng)速率增大1倍,那么在55℃時(shí)的反應(yīng)速率是25℃時(shí)反應(yīng)速率的_________倍;100℃時(shí)的反應(yīng)速率是25℃時(shí)的___________倍.溫度升高,反應(yīng)速率加快的根本原因:體系活化分子百分?jǐn)?shù)增加.827.54.3.2Arrhenius公式（阿侖尼斯公式