普通化学-4化学反应速率课件

?普通化学?网络课件授课教师：许迪欧单位：化学教研室

第四章化学反响速率Chapter4ChemicalReactionRate一、化学反响速率的概念二、浓度对化学反响速率的影响三、温度对化学反响速率的影响四、反响速率理论简介第一节化学反响速率的概念化学反响速率：(对于等容反响〕单位时间内反响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反响速率又分为平均速率〔averagerate〕和瞬时速率〔instaneousrate〕两种表示方法.瞬时速率只能用作图的方法得到：平均速率：v=△c/△t+▲实际工作中如何选择，往往取决于哪一种物质更易通过实验监测其浓度变化.对于一般的化学反响：aA+bByY+zZ反应2W+XY+Z哪种速率表达式是正确的？●内因：毫无疑问，反响速率首先决定于反响物本身的性质.●外因：浓度

温度

催化剂

接触面积对于某一化学反响的快慢影响因素白磷在纯氧气中燃烧白磷在含20%的氧气中燃烧二、质量作用定律和速率方程

当其他条件一定〔如T，反响物等〕时，反响物浓度越大，化学反响的速率越快。对于有气体参加的化学反响，增大系统的压力，就意味着增加气体反响物的浓度，反响速率也会随之增大。

如在温度恒定情况下,增加反响物的浓度可以增大反响速率。质量作用定律指出:在一定温度下，反响速率与反响物浓度的乘积成正比。说明反响物浓度与反响速率之间定量关系的数学表达式称为速率方程。对于基元反应：根据质量作用定律，其速率方程为：说明：1.质量作用定律只适用于基元反响。2.K为速率常数，数值等于反响物浓度均为1mol·L-1时反响速率的值，一般由实验测得。由反响物的本性决定，与浓度无关。改变温度或Cat，K也变化。3.复杂反响的速率方程只能通过实验获得！即使由实验测得的反响级数与反响方程式中反响物计量数之和相等，该反响也不一定就是基元反响.设反响的速率方程为v=kc(NH4+)nc(NO2-)m由实验1和2可知：v2:v1=2.00=(2.0)m∴m=1同理可得n=1∴v=kc(NH4+)c(NO2-)1.35×10-7mol·dm-3·s-1

(0.100mol·dm-3)(0.005mol·dm-3)k==2.7×10-7mol·dm-3·s-1=2.7×10-7mol·dm-3·s-1对反应NH4+(aq)+NO2-(aq)N2(g)+2H2O(l)实验

初始c(NH4+)初始c(NO2–)初始速率(moldm–3·s–1)1.35×10-70.005moldm–320.200moldm–30.010moldm–35.40×10-730.100moldm–30.010moldm–32.70×10-70.100moldm–31例题P784.1三、反响级数〔一〕反响级数反响速率方程中反响物浓度项的幂指数之和称为反响级数。基元反响都具有简单的级数，而复合反响的级数可以是整数或分数。反响级数反映了反响物浓度对反响速率的影响程度。反响级数越大，反响物浓度对反响速率的影响就越大。反响级数通常是利用实验测定的。反应级数

速率方程速率常数的单位

0v=kmol.L-1.s-1

1v=kcs-12v=kc2mol-1.L.s-1

3v=kc3mol-2.L2.s-1速率常数的单位是不同的；速率常数越大，说明反响进行的越快；速率常数大小受多因素的影响，最重要的是温度。温度每升高10K，速率常数增大2-4倍。速率常数只是一个比例系数,是排除浓度对速率的影响时表征反响速率的物理量.反响级数与速率方程的关系〔二〕反响级数与化学计量方程式的关系

一、范特霍夫规则

温度每升高10K，化学反应速率大约增加到原来的2~4倍。这一规则称为规则。温度对化学反应速率的影响，其实质是温度对速率常数的影响。若以k(T)和k(T＋10K)分别表示温度为T和T＋10K时的速率常数，则有如下关系：

第三节温度对化学反响速率的影响式中的称为温度因子，。当温度由T升高到T＋a×10K时，可得：

●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：速率常数k的大小取决于反响的活化能Ea和指数因子A，但由于A处于对数项中，对k的影响远较Ea为小，故k的大小主要由Ea决定，Ea越小，ln{k}就越大，k也就越大。

二、阿仑尼斯〔Arrhenius〕方程1889年，Arrhenius根据大量实验数据，总结出速率系数与温度之间的关系为：

假设以对数形式表示，那么为：A为常数，指前因子；Ea反响的活化能假设某一反响在T1时的速率系数为k(T1),在T2时的速率系数为k(T2)，那么有：或g2.303应用Arrhenius方程时，还应注意到以下问题：●Ea处于方程的指数项中，对k有显著影响，在室温下，每增加4kJ·mol-1，k值降低约80%。●温度升高，k增大，一般反响温度每升高10℃，k将增大2~4倍。●对不同反响，升高相同温度，Ea大的反响k增大的倍数多。因此升高温度对反响慢的反响有明显的加速作用。●根据对同一反响，升高一定温度，在高温区Ea增加较少。因此对于原本反响温度不高的反响,可采用升温的方法提高反响速率；1.T1—k1，T2—k2，求Ea阿仑尼斯〔Arrhenius〕方程式的应用两式相减，整理得到：AA2.由Ea计算反响速率常数例题P814.2一、碰撞理论碰撞理论认为：化学反响的实质是原子的重新组合，在组合过程中，必须破坏反响物分子中的化学键，才能形成产物分子中的化学键。而旧化学键的断裂和新化学键的形成，是通过反响物分子间的相互碰撞来实现的。在反响物分子的无数次碰撞中，只有极少数的碰撞才能发生化学反响。这种能够发生化学反响的碰撞称为有效碰撞。能够发生有效碰撞的分子称为活化分子，它比普通分子具有更高的能量。第四节反响速率理论简介以气体分子运动论为根底，主要用于气相双分子反响。只有活化分子与活化分子碰撞才能发生化学反响，这样的碰撞叫做有效碰撞。理论要点:①化学反响发生的先决条件是反响物分子间的相互碰撞。②只有活化分子发生的有效碰撞才能使反响发生。③活化能是活化分子具有的最低能量与反响分子的平均能量之差。即：Ea=Ec=E1–E平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碰撞的几何方位要适当在一定温度下，反响的活化能越大，活化分子的分子百分数越小，活化分子越少，有效碰撞次数就越少，因此化学反响速率越慢；反响的活化能越小，活化分子的分子百分数越大，活化分子越多，有效碰撞次数就越多，化学反响速率越快。除了要考虑反响物分子间的碰撞频率和反响物的活化能外，还要考虑碰撞时分子的空间取向。活化分子要发生有效碰撞，它们彼此间的取向必须适当。反响速率与碰撞频率Z，分子有效碰撞分数f，以及方位因子p有关碰撞理论解释化学反响动画演示二、过渡状态理论

过渡状态理论认为:化学反响并不是通过反响物分子的简单碰撞完成的，而是反响物分子要经过一个中间过渡状态，形成活化配合物。反响物与活化配合物之间很快到达化学平衡，化学反响的反响速率由活化配合物的分解速率决定。反响过程可表示为：快