路易斯酸碱理论及化学反应速率

1.4.3路易斯酸碱理论Lewis

酸碱理论即酸碱电子理论反应中提供电子对的物质都是碱，碱是电子对的给予体。反应中接受电子对的物质都是酸，酸是电子对的接受体。路易斯碱路易斯酸OH-;CN-;NH3;F-;Cl-H+;BF3;Na+;Ag+;Al3+BF3+F－

[

BF4

]－酸碱酸碱配位化合物路易斯酸碱反应的类型：种类定义举例酸碱加合反应aH++OH-=H2O取代反应酸取代反应b[Cu(NH3)4]2++4H+=4NH4+Cu2+碱取代反应c[Cu(NH3)4]2++2OH-=Cu(OH)2+4NH3双取代反应dNaOH+HCl=NaCl+H2Oa,酸与碱反应生成酸碱配位化合物的反应称为酸碱加合反应。b,酸与酸碱配位化合物反应生成另一种酸和另一种配位化合物的反应称为酸取代反应。c,碱与酸碱配位化合物反应生成另一种碱和另一种配位化合物的反应称为碱取代反应。d,两种酸碱配位化合物交换成分生成新的酸碱化合物的反应称为双取代反应。Ni+4CO=Ni(CO)4CO2+2H2O=HCO3-+H30+Ag(NH3)2++2S2O32-=Ag(S2O3)23-+2NH3H2O+HF+BF3=H3O++BF4-CaSO4+Na2CO3=Na2SO4+CaCO3例1，指出下列反应中各物质的路易斯酸碱属性，并标明反应类型。路易斯酸酸碱的软硬酸碱理论硬酸或碱是指对于自身的电子吸引力很强，有能力控制自身的电子云不被拉动，或者说电子云不易变形。软酸或碱是指对于自身的电子吸引力较弱，控制自身的电子云的能力较差，电子云易变形。交界酸或碱是指结构和性质处于硬软之间。种类路易斯酸种类路易斯碱硬酸B3+,Al3+,Si4+硬碱H2O,O2-,F-软酸Cu+,Ag+,Au+软碱I-,CN-,CO交界酸Fe2+,Cu2+,Zn2+交界碱Br-,SO32-,NO2路易斯酸酸碱的软硬酸碱理论软酸倾向于与软碱结合，硬酸倾向于与硬碱结合，交界酸与软碱硬碱都能结合，交界碱与软酸硬酸都能结合。软硬酸碱理论是一种经验总结，目前尚不能从理论上圆满解释，但可以从一下几个方面去理解：1，离子-供价作用软酸与硬酸以静电作用相结合，软酸与软碱以共价键相结合，软-硬结合由于键合不匹配，其稳定性差。2，π键的形成软-软或硬-硬结合可能含有π键，软-硬结合π电子相互排斥，加合产物不稳定。3，电子相关效应。4，量子力学处理。几种酸碱理论的比较酸碱理论酸碱区分依据强弱比较依据阿伦利乌斯酸碱理论解离时产生的正离子全部是H+的物质是酸解离时产生的正离子全部是OH-的物质是碱解离出H+（OH-）离子的能力布朗斯特酸碱理论反应中给出质子的物质是酸反应中接受质子的物质是碱给出（接受）质子的能力路易斯酸碱理论反应中接受电子对的物质是酸反应中提供电子对的物质是碱给出（接受）电子对的能力1.5化学反应速率化学反应速率是指反应中，单位时间内浓度的改变量

t

c（O2）A

c1（O2）t1t

c（O2）B

c2（O2）t2 2H2O2

2H2O+O2=c（O2）

t

平均速率

=

limc（O2）

tt0t0瞬时速率速率的表达方式单位：mol•dm-3•s-1以任意一种物质的浓度变化都可以表示反应速率（O2）

=c（O2）

t

（H2O2）

=－c（H2O2）

t

对于反应

aA+bB——gG+hH=

==a（A）b（B）g（G）h（H）化学反应化学反应的实质即反应物粒子间的碰撞基元反应：反应物粒子一步即可完成的反应。复杂反应：由两个或者两个以上的基元反应组成的化学反应。NO2

+CO

NO+CO2

基元反应，简单反应2NO+O2

2NO2

复杂反应2NON2O2

N2O2+O2

2NO2

基元反应基元反应化学反应速率方程

对于一般基元反应

aA+bB

gG+hH

i

=ki[

c（A）]a

[

c（B）]b某时刻的瞬时速率与该时刻反应物浓度的关系式

ki称为速率常数，表示当反应物浓度c（A），c（B

均等于1mol•dm－3时的速率。

ki与浓度无关，只与温度相关。（问题：与压力是否有关？）化学反应级数速率方程

那么m

与n

之和，为该反应的反应级数。aA+bB

gG+hH

i

=ki[

c（A）]m

[

c（B）]n该反应是（m+n）级反应,或者说对反应物A是m

级反应，对反应物B是n

级反应。化学反应级数只与反应的速率方程有关

其速率方程为

i=ki则该反应为

0级反应。

Na+2H2O

2NaOH+H2

其速率方程为

i=kic（CO）[

c（Cl2）]3/2CO+Cl2

COCl2则该反应为5/2级反应。对CO是1级，对Cl2

是3/2级。

温度对化学反应速率的影响碰撞理论：一组碰撞的反应物分子的能量，必须满足一定的能量要求、具备一个最低的数值——活化能Ea。

阿伦利乌斯公式：Ea

RT－

k

=A

e速率常数k与温度的关系k

速率常数；T

热力学温度；R

摩尔气体常数；A

指前因子，单位同k

；Ea

活化能lgk

=－

+

lgA

Ea

2.303RT例1，已知反应2O3=3O2，90℃时，测得不同时间的O3浓度：t/s0100200300400[O3]/mol•dm-36.4x10-36.25x10-36.13x10-36.00x10-35.87x10-3求：1，反应级数和反应速率常数2，多少秒后一半的O3转变为O2？化学反应的反应进程过度态理论：反应并不是由简单的碰撞来完成的。分子发生碰撞首先形成一种过度态的络合物，形成的过度态络合物既可能形成新的化学键生成产物，也可能逆向转化为反应物。过度态理论认为：活化络合物的浓度、活化络合物分解成产物的概率、活化络合物分解成产物的速率均将影响化学反应的速率。反应物产物总反应反应物