第二章 化学反应速率

第2章化学反应速率Chapter2ChemicalReactionRate反应动力学研究反应速率(宏观现象)反应机理(微观认识)12.1化学反应速率的表示方法1.若化学反应计量式为：体积一定时,有限量的变化:2：测定方法浓度的测定滴定物理方法：压力、颜色、体积、折光率等物理量2例:

起始1.03.00mol.dm-32s后0.82.40.4结论:反应速率v与物质的选择无关32.2反应速率理论(碰撞理论)1.有效碰撞一定的方向足够的能量(活化分子)2.活化能EaEa一般为60~250kJ.mol-142.3影响化学反应速率的因素

●内因：反应速率首先决定于反应物本身的性质●外因：浓度温度催化剂接触面积白磷在纯氧气中燃烧白磷在含20%的氧气中燃烧52.3.1浓度的影响1.基元反应和非基元反应反应物分子直接碰撞而发生的化学反应称为基元反应，它是一步完成的反应，故又称简单反应。如O2+H(g)＝HO(g)+O(g)由两个或两个以上的基元反应构成的化学反应，称为非基元反应，又称复合反应。如反应2NO+O2＝2NO2有人认为它是由下列两个基元反应构成的，因此是复合反应2NO+O2＝N2O2

（快）N2O2+O2＝2NO2

（慢）62.质量作用定律当温度不变时，若反应aA+bB=gG+dD基元反应：则有v=kcAacBb此式称为化学反应速率方程式，又称质量作用定律表达式。

k叫做速率常数。取决于反应物的本性，反应温度和催化剂等，但与浓度无关。非基元反应:

其反应速率方程式可写为下式

v=kcA

cB

若是基元反应，则＝a=b若是非基元反应，则不一定＝a=b7称为A的分级数，称为B的分级数，分别表示A、B的浓度对反应速率影响的程度。总反应级数：n

=++基元反应：0，1，2，3，4非基元反应：可以是分数，正整数，0或负数(由实验确定)n例：

8初速率法求速率方程

（例如，P37.CO在V2O5表面的燃烧反应）对反应2CO

(g)+O2(g)=2CO2(g)，测得各初始浓度下对应的反应速率由v=kcAα

·cB

β可得:v1=k(0.1mol·dm-3

)α(0.1mol·dm-3

)βv2=k(0.2mol·dm-3

)α(0.1mol·dm-3

)βv3=k(0.1mol·dm-3

)α(0.2mol·dm-3

)β∵v2／v1=2=(0.2mol·dm-3

)α/(0.1mol·dm-3

)α=2α，得出α=1∵v3／v1=1=(0.2mol·dm-3

)β

/(0.1mol·dm-3

)β

=2β，得出β=0∴

该反应的速率方程为：v=kc（CO）初浓度初浓度

反应速率（mol·dm-3)（mol·dm-3)(mol·dm-3

·s-1)试验序号CO

O2测试数据10.10.1v120.20.1v2=2v130.1

0.2

v3=

v19速率常数k的单位对于n级反应，Kn的单位是［浓度]1-n·［时间]-1n=0零级反应v=k0

(mol·dm-3·s-1)

n=1一级反应v=k1C

(s-1)n=2二级反应v=k1C2(mol-1·

dm3·

s-1)

103.一级反应lnc0t一级反应的直线关系得：或：11故一级反应的半衰期为:反应进行到一半时，P38例题２.1用途：14C考古122.3.2温度的影响温度升高，大多数化学反应的速度加快，因为分子运动速率加快,反应物分子间碰撞频率增大。图１是最常见的反应类型。（一）五种典型反应类型13(二)Arrhenius

方程两边去自然对数得：1889年Arrhenius提出了k与T之间的定量关系指前因子活化能换成常用对数得：14(1)/(2)得:两边取自然对数:此式可用于求活化能或求速率常数P３9例题２.２在不同温度T1,T2，根据Arrhenius公式，有活化能的求取15存在少量就能加快反应而本身最后并无损耗的物质.(1)催化剂2.3.3催化作用(２)催化作用产生原因改变反应历程，降低活化能16(3)催化作用的特点：●选择性●高效性●容易中毒。例：合成NH3，T=298.15K，无催化剂Ea1=254kJ.mol-1，Fe催化Ea2=146kJ.mol-1，问反应速率增大了多少倍？解：(2)-(1)得：

172.4几种反应类型2.3.1多相反应1.粉尘爆炸:人们很难看到煤块或面粉爆炸的报导,但煤矿和面粉厂的粉尘爆炸却不乏其例.2.铁与盐酸的反应相：体系中具有相同物理化学性质的部分多相反应事例：铁粉铁钉18●链引发：产生自由基●链传递：自由基的再生（链增长）●链终止：自由基的销毁三个阶段2.3.2链反应（自由基反应）P44-45空气中可燃气体的爆炸极限P46表2-2多相反应特点：(1)多相反应速率不包括固体和液态纯物质的浓度；(2)固体和液态纯物质参加的反应，其接触面积不可忽视19光化反应特性:

①反应速率主要决定于照射光的强度；②反应速率受温度影响较小；③光化反应比热化学反应更具有选择性。例如光合作用P43.由于光、电都是有序能量，所以体系可以吸收光能或电能在ΔG>0条件下发生光（电）化学反应。

2.3.3光化学反应有些自发进行的化学反应可以发光,