无机与分析化学 第一篇 化学反应原理

1、 理想气体状态方程理想气体状态方程第一章第一章 气气 体体 真实气体真实气体 气体分子动理论气体分子动理论( (无内容无内容) ) 1.2 气体混合物气体混合物 第一篇第一篇 化学反应原理化学反应原理1.1.1 理想气体状态方程理想气体状态方程1.1.2 理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 理想气体状态方程理想气体状态方程整理ppt气体的最基本特征： 具有可压缩性和扩散性。 人们将符合理想气体状态方程的气体，称为理想气体。 理想气体分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占有体积完全可以忽略。1.1.1 理想气体状态方程理想气体状态方程整理pptpV = nRT R摩尔

2、气体常数在STP下，p =101.325 kPa, T=273.15 Kn=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.41410-3 m3nTpVR R=8.314 kPaLK-1mol-1理想气体状态方程：11KmolJ 314. 8K 15.273mol 1.0m 1022.414Pa 10132533整理ppt1. 计算p，V，T，n中的任意物理量2. 确定气体的摩尔质量MmnM = Mr gmol-11.1.2 理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用pVmRTM RTMmpV nRTpV 用于温度不太低，压力不太高的真实气体。pV = nRT整理ppt =RTpMpVmRT

3、M = m / VpRTM3. 确定的气体密度 1.2.1 分压定律分压定律1.2 气体混合物气体混合物*1.2.2 分体积定律分体积定律整理ppt组分气体： 理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。分压： 组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。VRTnpBB 1.2.1 分压定律分压定律整理ppt分压定律： 混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。 p = p1 + p2 + 或 p = pB 整理pptVnRTp ,2211VRTnpVRTnpVRTnnVRTnVRTnp2121 n =n1+ n2+ 整理ppt分压的求解：x B B的摩

4、尔分数VRTnpBBBBBxnnppVnRTp pxpnnpBBB整理ppt 例题：某容器中含有NH3、O2 、N2等气体的混合物。取样分析后，其中n(NH3，n(O2，n(N2。混合气体的总压p。试计算各组分气体的分压。解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)35.5kPakPa0 .133200. 1320. 0pnnp33NH)NH(整理pptp(N2) = p p(NH3)p(O2) 20.0) kPa = 77.5 kPapnnp)O()O(220.180133.0kPa20.0kPa1.200整理ppt分压定律的应用整理ppt 例题：用金属锌与盐酸反应制取氢气。在25下，用排

5、水集气法收集氢气，集气瓶中气体压力为（25时，水的饱和蒸气压为），体积为。计算反应中消耗锌的质量。解： T =(273+25)K = 298K p=98.70kPa V298K时，p(H2 Mr 整理pptZn(s) + 2HCl ZnCl2 + H2(g)65.39g 1molm(Zn)=? 0.0964mol -1-1(98.703.17)kPa2.50L8.314J Kmol298Kn(H2) =65.39g0.0964mol1molm(Zn) =整理ppt分体积： 混合气体中某一组分B的分体积VB是该组分单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。*1.2.2 分体积定律分体

6、积定律pRTnVBB整理pptV = V1 + V2 + pRTnVBBBBVV或pnRTpRTnpRTnV21BBBnnVV称为B的体积分数ppBBVVxppBBBB,pRTnn21整理ppt 例题：天然气是多组分的混合物，其组成为：CH4,C2H6,C3H8和C4H10。若该混合气体的温度为25。总压力为，n总。n(CH4):n(C2H6):n(C3H8):n(C4H10)。计算各组分的分体积和体积分数。解：以CH4的分体积、体积分数为例。解法一：思路，44(CH )(CH )nRTVp总，需先求出n(CH4)整理pptn(CH4) = x(CH4)n总47.0100mol=94.0mol

7、47.0+2.0+0.80+0.20-1-1494.0mol 8.314kPa L Kmol298K(CH )150.0kPaV3=1.55 10 L4447.0(CH )(CH )=0.9447.0+2.0+0.80+0.20 x整理ppt解法二： n RTVp总总总-1-1100.0mol 8.314kPa L Kmol298K150.0kPa3=1.65 10 L3443(CH )1.55 10 L(CH )=0.941.65 10 LVV总整理ppt 理想气体状态方程仅在足够低的压力下适合于真实气体。 产生偏差的主要原因是：气体分子本身的体积的影响；分子间力的影响。真实气体与理想气体的

8、偏差 真实气体真实气体整理pptnRTnbVVnap)(22a,b称为van der Waals常量。(V-nb)=V理想等于气体分子运动的自由空间，b为1mol气体分子自身体积的影响。 分子间吸引力正比于(n/V)2 内压力 p=a(n/V)2 p理想=p实际+a(n/V)2van der Waals 方程整理ppt 表1-1 某些气体的van der Waals 常量 a/(10-1 Pam6mol-2) b/(10-4 m3mol-1)气体整理ppt例题：分别按理想气体状态方程和van der Waals方程计算1.50mol SO2在30有体积时的压力，并比较两者的相对误差。如果体积减

9、少至，其相对误差又如何？VnRTp 1解：已知：T =303K，V，n， a=0.6803Pa m6 mol-2， b10-4m3 mol-1189kPa20.0L303KmolK8.314J1.50mol11整理ppt222VannbVnRTp%61. 1%100186186189221ppp186kPa3.8kPa189.7kPa232111(20.0L)LkPa100.6803(1.50mol) 1.50molmol0.05636L20.0L303KmolK8.314J1.50molV =2.00L p1 =1.89103 kPa p2 =1.59103 kPap1 p2 (1.891.

10、59)103 p2 1.59103= 100% = 18.9%整理ppt第二章第二章 热化学热化学 热力学术语和基本概念热力学术语和基本概念2.2 热力学第一定律热力学第一定律2.3 化学反应的热效应化学反应的热效应 2.4 Hess定律定律2.5 反应热的求算反应热的求算整理ppt 热力学术语和基本概念热力学术语和基本概念2.1.1 系统和环境系统和环境2.1.5 化学反应计量式和反应进度化学反应计量式和反应进度2.1.4 相相2.1.3 过程和途径过程和途径2.1.2 状态和状态函数状态和状态函数 整理ppt2.1.1 系统和环境系统和环境系统：系统：被研究对象。被研究对象。环境：环境：系

11、统外与其密切相关的部分。系统外与其密切相关的部分。（按系统与环境之间的物质和能量传递情况）：（按系统与环境之间的物质和能量传递情况）：敞开系统敞开系统，封闭系统封闭系统和和隔离系统隔离系统(孤立系统孤立系统)。整理ppt敞开系统：敞开系统：与环境有物质交换也有能量交换。与环境有物质交换也有能量交换。整理ppt封闭系统：封闭系统：与环境无物质交换有能量交换。与环境无物质交换有能量交换。整理ppt隔离系统：隔离系统：与环境无物质、能量交换。与环境无物质、能量交换。整理ppt三种系统与环境之间物质和能量的交换情况三种系统与环境之间物质和能量的交换情况敞开系统敞开系统封闭系统封闭系统隔离系统隔离系统有

12、物质交换有物质交换没有物质交没有物质交换换没有物质交没有物质交换换有能量交换有能量交换有能量交换有能量交换没有能量交没有能量交换换整理ppt 选择题：选择题：下列情况中属于封闭体系的是（下列情况中属于封闭体系的是（ ）A A）氢气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧）氢气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧B B）反应）反应N N2 2O O4 4(g(g） 2NO2NO2 2(g)(g)在密闭容器中进行在密闭容器中进行C C）氢氧化钠与盐酸在敞口的烧杯中反应）氢氧化钠与盐酸在敞口的烧杯中反应D D）用水壶烧开水）用水壶烧开水答案：答案：B整理ppt2.1.2 状态和状态函数状态和状态函数状态状态：系统的

13、宏观性质的综合表现。：系统的宏观性质的综合表现。由压力、温度、体积由压力、温度、体积和物质的量等物理量所确定下来的系统存在的形式称为系和物质的量等物理量所确定下来的系统存在的形式称为系统的状态。统的状态。状态函数状态函数：描述系统状态的物理量：描述系统状态的物理量 (p,V,T)。状态函数的关系：状态函数的关系： 根据理想气体状态方程：根据理想气体状态方程：pV=nRT 状态函数之间有一定联系。状态函数之间有一定联系。 整理pptP2T2=473KV23P1T1=373KV1=2m3P3T3=373KV3=1m3 （I）加）加 压压（II）加压、升温）加压、升温减压、降温减压、降温始始 态态终

14、终 态态整理ppt2.1.3 过程和途径过程和途径过程：过程：系统从始态到终态发生的一系列变化。系统从始态到终态发生的一系列变化。定温过程定温过程：始态、终态温度相等，并且过程中始终保：始态、终态温度相等，并且过程中始终保持这个温度。持这个温度。T1=T2定压过程定压过程：始态、终态压力相等，并且过程中始终保：始态、终态压力相等，并且过程中始终保持这个压力。持这个压力。p1=p2定容过程定容过程：始态、终态容积相等，并且过程中始终保：始态、终态容积相等，并且过程中始终保持这个容积。持这个容积。V1=V2整理ppt途径：途径：系统从始态变为终态所经历的过程总和，被称为途径。系统从始态变为终态所经

15、历的过程总和，被称为途径。状态函数的特点是：状态函数的特点是： 其变化值只取决于系统的起始状态和终了状态，而与系其变化值只取决于系统的起始状态和终了状态，而与系统变化所经历的具体途径无关。统变化所经历的具体途径无关。整理ppt2.1.4 相相均相系统均相系统(或单相系统或单相系统)非均相系统非均相系统(或多相系统或多相系统) 系统中物理性质和化学性质系统中物理性质和化学性质完全相同的且与其他部分有明确完全相同的且与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分，界面分隔开来的任何均匀部分，叫做相。叫做相。整理ppt是非题：是非题： 1 1）聚集状态相同的物质混在一起，一定）聚集状态相同的物质混在一起

16、，一定是单相体系。是单相体系。 2 2）系统内相界面越多，则相越多。）系统内相界面越多，则相越多。思考题：思考题： 1 1） 高炉炼铁反应中，高炉炼铁反应中， FeOFeO(s)(s)+CO+CO(g)(g)FeFe(s)(s)+CO+CO2(g) 2(g) 问该系统中共有几相？问该系统中共有几相？整理ppt2.1.5 化学反应计量式和反应进度化学反应计量式和反应进度BBB 0 ZYBAzyba物质物质B的化学计量数的化学计量数规定：规定：生成物为正，反应物为负生成物为正，反应物为负。B化学反应计量式：化学反应计量式：ZYBA0zyba如如 WO3(s)+6H2(g )= 6H2O(l)+W(

17、s) ( WO3) = -1, (H2)= -6, (H2O)=6, (W)=1 整理ppt反应进度反应进度():表示化学反应进行程度的物理量。表示化学反应进行程度的物理量。 例如例如:对化学计量方程：对化学计量方程： d = B-1 d nB 或或 = B-1 nB = B-1 nB 式中：式中：nB为为B物质的量，物质的量， B为为B的化学计量数，的化学计量数， 为反应进度为反应进度,单位为单位为mol 。0 0B BB BB B整理ppt gNH2gH3gN322t0时 nB/mol 3.0 10.0 0 0 t1时 nB t2时 nB/mol 1.5 5.5 3.0 1 2 mol0

18、. 11mol)0 . 30 . 2(NN2211nmol5 . 12mol0 . 12mol)00 . 2(NHNH3311nmol0 . 13mol)0 .100 . 7(HH2211n整理ppt gNHgH23gN21322mol0 . 22/1mol)0 . 30 . 2(22NN1n时1tt 2.0 7.0 2.0 (mol) 3.0 10.0 0 (mol)0t整理ppt使用使用 时应注意：时应注意：（1）反应进度）反应进度()的值与选用反应式中何种物质的量的变化的值与选用反应式中何种物质的量的变化进行计算无关。进行计算无关。（2）同一化学反应如果化学反应方程式的写法不同物质量）同

19、一化学反应如果化学反应方程式的写法不同物质量改变相同，则改变相同，则不同。不同。( (D D) )n n( (D D) )( (C C) )n n( (C C) )( (B B) )n n( (B B) )( (A A) )n n( (A A) )整理ppt2.2 热力学第一定律热力学第一定律2.2.1 热和功热和功2.2.3 热力学第一定律热力学第一定律2.2.2 热力学能热力学能整理ppt2.2.1 热和功热和功 系统与环境之间由于存在温差而传递的能量。1.热( Q )热不是状态函数。规定：系统吸热：Q 0； 系统放热： Q 0。整理ppt 系统与环境之间除热之外以其他形式传递的能量 。

20、分类：体积功，非体积功系统对环境做功，W0（得功）2.功( W )规定：功不是状态函数整理pptlFWexpexV1l体积功的计算：Vpex12exVVplApex整理ppt2.2.2 热力学能热力学能热力学能(U)： 系统内所有微观粒子的全部 能量之和，也称内能。 U是状态函数。 UUU12 热力学能变化只与始态、终态有关，与变化途径无关。整理ppt2.2.3 热力学第一定律热力学第一定律WQU 对于封闭系统热力学第一定律的数学表达是为： 热力学第一定律的实质是能量守恒与转化定律。U1 U2QWU2 = U1 + Q + WU2 - U1 = Q + W整理ppt2.3 化学反应的热效应化学

21、反应的热效应2.3.1 定容反应热定容反应热2.3.5 标准摩尔生成焓标准摩尔生成焓2.3.4 热化学方程式热化学方程式2.3.3 rUm和和rHm 2.3.2 定压反应热定压反应热2.3.6 标准摩尔燃烧焓标准摩尔燃烧焓整理ppt 封闭系统，在定容过程中QV表示。体积功QV = 在定容且非体积功为零的过程中，封闭系统从环境吸收的热等于系统热力学能的增加。2.3.1 定容反应热定容反应热整理ppt 封闭系统，在定压过程中Qp表示。若系统不做非体积功，则：2.3.2 定压反应热定压反应热VpQUpex111222)(VpUVpUQp112212VpVpQUUp12ex12VVpQUUp整理ppt

22、0, 0HH放热反应吸热反应令：U + pV = H 焓，状态函数 H = H2 H1 焓变 则：Qp = H在定压且非体积功为零的过程中，封闭系统从环境吸收的热等于系统焓的增加。整理ppt对于无气体参加的反应，W = pex V=0有气体参加的反应：WQUVpHUex2.3.3 rUm和和rHm rUmrHm=rUmrHm=pex VrHm n(g)RT=rHmRTB(g)=rHm整理ppt标准状态： 表示化学反应及其反应热(标准摩尔焓变)关系的化学反应方程式。2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)气体：T，p = p =100kPa液、固体：T，p 下，纯物质溶液：溶质B，bB=b =1

23、molkg-1cB=c =1molL-12.3.4 热化学方程式热化学方程式(298.15K) = 483.64kJmol-1rHm称为反应的标准摩尔焓变。rHm整理ppt2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H2(g)+ O2(g) H2O(g)21(298.15K) = 483.64kJmol-1rHm 聚集状态不同时， 不同。rHm(298.15K) = 571.66kJmol-1rHm 化学计量数不同时， 不同。rHm(298.15K) = 241.82kJmol-1rHm整理ppt 在温度T下,由参考状态单质生成物质B(B=+1)反应的标准摩

24、尔焓变，称为物质B的标准摩尔生成焓。H2(g)+ O2(g) H2O(g)212.3.5 标准摩尔生成焓标准摩尔生成焓(B,相态,T) ，单位是kJmol-1fHm(H2O ,g,298.15K) = 241.82kJmol-1fHmfHm(参考态单质,T)=0整理ppt 在温度T下, 物质B (B= 1)完全氧化成指定产物时的标准摩尔焓变，称为物质B的标准摩尔燃烧焓。)g(COC2) l (OHH2)O(l2H(g)CO (g)OOH(l)CH2222332.3.6 标准摩尔燃烧焓标准摩尔燃烧焓(B,相态,T) ，单位是kJmol-1cHm(CH3OH ,l,298.15K) = 726.5

25、1kJmol-1cHm0), g,CO(2TcHm0), l ,OH(2TcHm整理ppt2.4 Hess定律定律 化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热总是相同的。rHm,1rHm,2rHm+=或rHm=rHm,i 整理ppt例：已知下，反应：计算298.15K下，CO的标准摩尔生成焓。)(gCO (g)OC(s)(1)22(g)CO (g)OCO(g)(2)2221应用：1.利用方程式组合计算rHm(1) = 393.5kJmol-1rHm(2) = 282.98kJmol-1rHm整理ppt解：解法一：解法一：利用Hess定律)(gOC(s)2)g(CO)g(O221 gCO2途

26、径1途径2解法二：解法二：(g)CO(g)OC(s)22222)(gCO(g)OCO(g)11CO(g)(g)OC(s)22,3rHm,1rHm,2rHm,3rHm,1rHm,2rHm= 110.53kJmol-1,1rHm,2rHm,3rHm整理ppt2.5 反应热的求算反应热的求算2.5.1 由标准摩尔生成焓计算由标准摩尔生成焓计算 反应的标准摩尔焓变反应的标准摩尔焓变2.5.2 由标准摩尔燃烧焓计算由标准摩尔燃烧焓计算 反应的标准摩尔焓变反应的标准摩尔焓变整理ppt(g)5O(g)4NH23(g)6H(g)O5(g)2N222 gOH6)4NO(g2=490.25+6(-241.82)

27、-4 (-46.11)-0kJmol-1= 905.4 8kJmol-12.5.1 由标准摩尔生成焓计算由标准摩尔生成焓计算 反应的标准摩尔焓变反应的标准摩尔焓变rHm=?fHm(NH3,g)4fHm(O2,g)5fHm(NO,g)4fHm(H2O,g)6(NO,g)+4fHm(H2O,g)6fHm(NH3,g)+-4fHm(O2,g)5fHmrHm=整理ppt结论： aA + bB yY + zZ(B,相态,T)fHmBrHm(T) =整理ppt)g(CO22.5.2 由标准摩尔燃烧焓计算由标准摩尔燃烧焓计算 反应的标准摩尔焓变反应的标准摩尔焓变cHm(C)cHm(CO)=-cHm(C)=,

28、1rHmcHm(CO)=,2rHm)(gOC(s)2)g(CO)g(O221,3rHm=-,3rHm,1rHm,2rHm整理ppt结论： aA + bB yY + zZ(B,相态,T)-BrHm(T) =cHm整理ppt3.1 化学反应速率的概念化学反应速率的概念第三章第三章 化学动力学基础化学动力学基础3.5 催化剂与催化作用催化剂与催化作用3.4 反应速率理论和反应机理简介反应速率理论和反应机理简介3.3 温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响 Arrhenius方程方程3.2 浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响 速率方程速率方程整理ppt3.1 化学反应速率的概念化学反应速率的概

29、念 平均速率和瞬时速率平均速率和瞬时速率 定容反应速率定容反应速率整理ppt 平均速率和瞬时速率平均速率和瞬时速率1. 平均速率某一有限时间间隔内浓度的变化量。 2NO2 (CCl4) + O2(g)例： N2O5(CCl4)211252152252)ON()ON()ON(ttccrtc)ON(52整理pptt/s00.0000.2003001.150.1806002.180.1619003.110.14412003.950.13018005.360.10424006.50.08430007.420.06842008.750.04454009.620.028660010.170.0187800

30、10.530.01211.20.0000mL/ )(O2STPV152Lmol/ONc11sLmol/r51029. 751046. 651080. 551021. 551069. 451079. 351004. 351003. 151044. 251059. 140，4中中N2O5的分解速率的分解速率N2O5(CCl4) 2NO2(CCl4)+ 1/2O2(g)整理pptt1= 0 s c1(N2O5) = 0.200 molL-1 t2=300 s c2(N2O5) = 0.180 molL-1s 300Lmol )ON(-152r5-1-16.67 10 mol Ls整理pptc(N2O

31、5)/(molL-1)t/s 时间间隔t趋于无限小时的平均速率的极限。0limtrr 2. 瞬时速率经过A点切线斜率的负数为2700s时刻的瞬时速率。整理pptA点切线的斜率=5112.58 10 mol Ls s10)08 .55(Lmol)144. 00(2-15-1-125(N O )2.58 10 mol Lsrt1 = 0 s c1(N2O5)= 0.144 molL-1t2 = 5580 s c2(N2O5)= 0 molL-1整理ppt 定容反应速率定容反应速率 2NO2 (CCl4) + O2(g)例： N2O5(CCl4)21-125(N O ) mol L300 sct5-

32、1-16.67 10 mol Ls 24-1-11.33 10 mol L(NO )sct5-1-213.33 10 mol L)s(Oct整理pptr定容条件下的反应速率(molL-1s-1)ddrV t定容条件下，定义：对于一般的化学反应：BBB0BBBBddd1dddncrV tVttBBddddntt整理ppttzctyctbctacrddddddddZYBAaA(aq) + bB(aq) yY(aq) + zZ(aq)tprdd1BB对于定容的气相反应：溶液中的化学反应：整理ppt3.2 浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响 速率方程速率方程 化学反应速率方程化学反应速率方程 浓

33、度与时间的定量关系浓度与时间的定量关系 由实验确定反应速率方程的由实验确定反应速率方程的 简单方法简单方法初始速率法初始速率法整理ppt40，CCl4中N2O5分解反应的r:c( N2O5 )3.2.1 化学反应速率方程化学反应速率方程 N2O5的分解速率与N2O5浓度的比值是恒定的，即反应速率r与c(N2O5)成正比。可见：)ON(52kcr t /st /s018003002400600300090042001200540015s/ON:2cr41065.341060.341062.341061.341059.341069. 341062. 341064. 341068. 341061.

34、315s /ON:2cr整理ppt对于一般的化学反应：,反应级数：若=1，A为一级反应； =2，B为二级反应，则+=3，总反应级数为3。，必须通过实验确定其值。通常a,b。 k 反应速率系数：零级反应 molL-1 s-1； 一级反应 s-1；二级反应 (molL -1)-1 s-1。k 不随浓度而变，但受温度的影响，通常温度升高， k 增大。ZYBAzybaBAckcr 整理ppt)I ()OS(- 282ckcr)(O)NO(22cckr 22)NO(ckr 2-3-)H()BrO()Br(cckcr gCOgNO gCOgNO2500K2 gHI2gIgH22 gNO2gOgNO222a

35、qIaqSO2aqI3aqOS324282aqO3Haq3Braq6HaqBrOaqBr2235 gOHgNg2Hg2NO222)(H)NO(22cckr )I ()H(22ckcr 整理ppt例如：反应的有关实验数据如下： gO2HgNg2Hg2NO22K10732 试验编号12345)Lmol/(H12c)Lmol/(NO1 -c)sLmol/(11r7109 . 76102 . 35103 . 16104 . 66102 . 33.2.2 由实验确定反应速率方程的由实验确定反应速率方程的 简单方法简单方法初始速率法初始速率法整理ppt该反应的速率方程：)H(NO22cckr 对NO而言是

36、二级反应，对H2而言是一级反应。 试问如何求出反应速率系数？整理ppt中的分解速率方程为：在452CClON)ON()ON(5252kcr亦可写为：tkccd)ON()ON(d5252ktcct)ON()ON(ln52052tcctkcct05252d)O(N)ON(d0一级反应）通式：()A()A(ln0ktcct 浓度与时间的定量关系浓度与时间的定量关系, )ON(d)ON(d5252kctc)A(ln)A(ln0cktct又：整理pptlnc-t 关系应为直线 -4.5-3.5-2.5-1.502000400060008000t/slnc(N2O5)整理ppt 当反应物A的转化率为50%

37、时所需的反应时间称为半衰期，用 表示。 2/ 1t对于一级反应,其半衰期为：,2102/1cct因半衰期：,ln/21021ktcctln则2121/lnktlnkkt6930221.ln/ln整理ppt零级、一级、二级反应的速率方程总结：零级、一级、二级反应的速率方程总结：*仅适用于只有一种反应物的二级反应。21kr )A(kcr 2)A(ckr )A(1)A(10cktct)A()A(0cktct)A(ln)A(ln0cktct)A(tc)A(lntc)A(1tckc2)A(0k693. 0)A(10kc*t1/2整理ppt3.3.1 Arrhenius方程方程3.3 温度对反应速率的影响

38、温度对反应速率的影响 Arrhenius方程方程3.3.3 对对Arrhenius方程的进一步分析方程的进一步分析3.3.2 Arrhenius方程方程的应用的应用整理ppt影响反应速率的因素有： k和cB k与温度有关，T增大，一般k也增大， 但kT不是线性关系。反应速率方程BAckcr 3.3.1 Arrhenius方程方程整理ppt410235. 0410469. 0410933. 041082. 141062. 341029. 631041. 331035. 331030. 331025. 331019. 331014. 31/skT/1 kln值不同温度下的k(g)O21)(CClN

39、O2)(CClON242452整理pptArrhenius方程：方程：（指数形式）k0指前参量Ea实验活化能，单位为kJmol-1。RTEkk/0ae lnk-1/T 图 k-T 图k-T 关系图：整理ppt由Arrhenius方程可定义Ea：a0ln ln EkkRT对数形式：显然lnk1/T为直线关系，a2dln dEkTRT2adln dkERTT则直线的截距为lnk0 。REa直线的斜率为 ，整理ppt1.已知T1k1， T2k2，求Ea 通常活化能的数值在40 400 kJmol-1 之间，多数为60250 kJmol-1 。21a1211lnTTREkk1a011/lnlnRTEk

40、kTT时，两式相减，整理得到：3.3.2 Arrhenius方程方程的应用的应用2a022/lnlnRTEkkTT时，整理ppt2.由Ea计算反应速率系数例题： N2O5(g)2NO2 (g) +1/2O2(g)已知：T1=298.15K, k1=0.46910-4s-1 T2=318.15K, k2=6.2910-4s-1求：Ea及时的k3。1 -121221amolkJ102lnkkTTTTRE解：31a1311lnTTREkk133s1012. 6k整理ppt 2. 温度升高，k增大，一般反应温度每升高10，k将增大210倍；3.3.3 对对Arrhenius方程的进一步分析方程的进一步

41、分析 1. 在 ，Ea处于方程的指数项中，对k有显著影响，在室温下， Ea每增加4kJmol-1，k值降低约80%；RTEkk/0ae整理ppt 4. 对不同反应，升高相同温度， Ea大的反应 k 增大的倍数多，因此升高温度对反应慢的反应有明显的加速作用。211212TTTTREkkaln 3. 根据 对同一反应，升高一定温度，在高温区值增加较少， 因此对于原本反应温度不高的反应 ,可采用升温的方法提高反应速率；整理ppt3.4.1 碰撞理论碰撞理论3.4 反应速率理论和反应机理简介反应速率理论和反应机理简介3.4.4 反应机理与元反应反应机理与元反应3.4.3 活化能与反应速率活化能与反应速

42、率3.4.2 活化络合物理论活化络合物理论 整理ppt 以气体分子运动论为基础，主要用于气相双分子反应。例如：反应发生反应的两个基本前提： 发生碰撞的分子应有足够高的能量发生碰撞的分子应有足够高的能量 碰撞的几何方位要适当碰撞的几何方位要适当)g(O)g(NO)g(NO)g(O223)(ONO)(3ckcr 3.4.1 碰撞理论碰撞理论整理ppt能够发生反应的碰撞为有效碰撞。能够发生有效碰撞的分子为活化分子。整理ppt气体分子的能量分布和活化能的比值（分子分数）总数与分子单位能量区间的分子数范围内表示具有能量NNEEEENN）（活化分子的能量分数阴影面积表示活化分子分子平均能量ckEE整理pp

43、t 以量子力学对反应过程中的能量变化的研究为依据，认为从反应物到生成物之间形成了势能较高的活化络合物，活化络合物所处的状态叫过渡态。例如反应：(g)O(g)NO(g)ONO(g)223其活化络合物为 ，具有较高的势能Eac 。它很不稳定，很快分解为产物分子NO2和O2。 N O O O O3.4.2 活化络合物理论活化络合物理论(过渡态理论过渡态理论)整理ppt整理ppt化学反应过程中能量变化曲线化学反应过程中能量变化曲线整理pptE()反应物(始态)势能E()生成物(终态)势能正反应的活化能 Ea(正) =Eac - E()逆反应的活化能 Ea(逆) =Eac - E()rHm= E() -

44、 E()= Eac - Ea(逆) -Eac - Ea(正) rHm= Ea(正) - Ea(逆) Ea(正) Ea(逆)， rHm 0 ，为放热反应；Ea(正) Ea(逆)， rHm 0 ，为吸热反应。整理ppt Arrhenius活化能：由普通分子转化为活化分子所需要的能量。3.4.3 活化能与反应速率活化能与反应速率Tolman活化能：k*aEEE反应物分子平均能量活化分子的平均能量k*EE 对于气相双分子简单反应，碰撞理论已推算出：Ea=Ec+1/2RTEc 。 常把Ea看作在一定温度范围内不受温度的影响。整理ppt 温度影响：当浓度一定，温度升高，活化分子分数增多,反应速率增大。 浓度影响：当温度一定，某反应的活化能也一定时, 浓度增大, 分子总数增加，活化分子数随之增多,反应速率增大。整理ppt 意义：通过实验一旦证实某一有确定反应物和生成物的反应为元反应,就可以根据化学反应计量方程式直接写出其速率方程式。 反应机理：化学反应过程中经历的真实反应步骤的集合。 元反应：由反应物一步生成生成物的反应，没有可用宏观实验方法检测到的中间产物。 3ONO ckcr 则 gOgNOgOgNO22K5