无机化学第三章动力学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 化学反应的速率,教学要点：,1了解有关化学反应速率的概念以及反应速率理论,2理解浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响,3.掌握质量作用定律、阿仑尼乌斯公式及其应用,3-1 化学反应速率的概念,一、化学反应速率的表示方法,反应速率是指给定条件下反应物通过化学反应转化为产物的速率，常用单位时间内反应物浓度的减少或者产物浓度的增加来表示浓度常用,mol.L,-1,，时间常用,s，min，h反应速率分为平均速率和瞬时速率两种表示方法1.平均速率,例如 反应 2NO,2,(g)2NO(g)+O,2,(g)在一定时间内反应物及产物浓度的变化实验数据如下（300,）,平均速率用某一时间段反应物或产物浓度的变化来表示实际工作中如何选择，往往取决于哪一种物质更易通过试验监测其浓度变化.,显然，用反应物或产物表示都可以，但速率大小不同例如 反应 2NO,2,(g)2NO(g)+O,2,(g)，则有：,2.瞬时速率,C(N,2,O,5,)/mol,L,-1,Rate/mol(L s,-1,),0.90 5.410,-4,0.45 2.710,-4,例如对于反应：,2N,2,O,5,4NO,2,+O,2,瞬时速率用某一时刻反应物或产物浓度的变化来表示。

瞬时速率只能用作图的方法得到,同样，对于反应：,m,A +,n,B =,x,G +,y,D,则有：,二、,化学反应历程,反应历程:,化学反应经历的途径称为反应历程(或反应 机理)基元反应:,反应物微粒(分子、原子、离子或自由基)经一步作用就直接转化为生成物的反应称为基元反应简单反应:,由一个基元反应组成的化学反应称为简单反应复杂反应:,由两个或两个以上的基元反应组成的化学反应称为复杂反应定速步骤:,复杂反应历程中速率最慢的基元反应称为复杂反应的定速步骤实际分两步完成,如,H,2,(g)+I,2,(g)=2HI(g),I,2,(g)=I(g)+I(g)(1),通过实验可知,(2)为慢反应,故成为整个反应的定速步骤.,H,2,(g)+I,(g)+I(g)=HI(g)+HI(g)(2),3-2,化学反应速率理论简介,一、,有效碰撞理论,理论要点:,化学反应发生的先决条件是反应物分子间的相互碰撞只有活化分子发生的有效碰撞才能使反应发生活化能是活化分子具有的最低能量与分子的平均能量之差即：,E,a,=E,1,E,平,气体分子能量分布曲线,二、,过渡状态理论,理论要点:,化学反应的实质是反应物分子内部原子的重新组合。

高能量的反应物分子发生定向碰撞形成活化配合物（又称过渡状态）活化能是活化配合物的势能与反应物的平均势能之差Ea,正,Ea,逆,=,rH,3-3 影响化学反应速率的因素,一、浓度对化学反应速率的影响,1质量作用定律,在一定温度下，,基元反应,的速率与各反应物的浓度（以反应方程式中的计量系数为指数）的乘积成正比基元反应：,m,A +,n,B =,x,G,=,k,(c,A,),m,(c,B,),n,注：速率方程中反应物的浓度只涉及气体或溶液的浓度2反应级数,速率方程中各反应物浓度的指数和基元反应,m,A +,n,B =,x,G,=,k,(c,A,),m,(c,B,),n,m,+,n,表示该反应级数其中,对于物质A是,m,级反应，对物质B是,n,级反应.,3速率常数,表示当反应物浓度均为单位浓度时的反应速率k,值越大，表明反应速率越快k的数值与反应物的浓度无关,受,温度,、催化剂影响速率常数K的单位：,对一级反应：s,-1,对二级反应：mol,-1,l,s,-1,对三级反应：mol,-2,l,2,s,-1,对零级反应：mol,l,-1,s,-1,对臭氧转变成氧的反应,2O,3,(g)3O,2,(g),其历程为：,O,3,O,2,+O （快）,O+O,3,2O,2,（慢）,适合此历程的速率方程是什么？,kc,2,(O,3,),b.kc,(O,3,),c,(O),c.,kc,(O,3,),2,c,(O,2,)d.,kc,2,(O,3,),c,-1,(O,2,),Question,猪猪好好看哦,【总结】,I、对于基元反应：直接根据反应式写出速率方程；,II、已知反应机理的复杂反应：根据定速步,骤,写出速率,方程；,III、不知机理的复杂反应：由实验法确定速率方程。

二、温度对化学反应速率的影响,1范特霍夫规则,通常，反应温度每升高10K，反应速率约增加24倍2阿仑尼乌斯方程式及其应用,A,：,称为,指前因子，为经验常数;,E,a,：,反应活化能；,R,：,8.314 Jmol,-,1,K,-,1,T,：,热力学温度,温度影响化学反应速率的原因,温度升高，大多数化学反应的速度加快,分子运动速率加快,反应物分子间,碰撞频率增大.,活化分子百分数增大,原因：,阿仑尼乌斯公式的应用,(1)求反应的活化能,(2)求反应的速率常数,或,(3)解释一些速率规律:,温度升高,反应速率加快;,活化能越大,反应速率越小;,活化能越大,反应速率随温度的变化越大.,三、催化剂对化学反应速率的影响,催化作用的特征:,1.催化剂只能改变反应速率,不能改变反应方向2.催化剂只能缩短可逆反应达到平衡的时间,不能改变平衡状态3.催化剂参与反应过程,改变反应途径,降低反应活化能AK+B,A+K,AB+K,势能,过程,Ea,Ea,。