《第三章 化学反应速率(上)2014.10.9(3课时)讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章 化学反应速率(上)2014.10.9(3课时)讲解（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 化学反应速率和化学平衡,3.1 化学反应速率,3.1.1 化学反应速率的概念 3.1.2 化学反应速率的表示方法 3.1.2.1 平均速率 3.1.2.2 瞬时速率 3.1.3 反应机理 3.1.4 化学反应速率理论 3.1.4.1 有效碰撞理论 3.1.4.2 过渡态理论 3.1.5 影响化学反应速率的因素 3.1.5.1 浓度对化学反应速率的影响 3.1.5.2 温度对化学反应速率的影响 3.1.5.3 催化剂对化学反应速率的影响,1863,1889,1917,1935,1865,1913,概念之间的关系,浓度,温度,催化剂,反应机理（基元反应等）,有效碰撞理论,过渡态理论,活化分
2、子、活化能,现象,本质,化学反应速率,泰坦尼克号残骸,与“泰坦尼克”号船首栏杆相连的冰柱状铁锈，正在慢慢侵蚀这艘沉船,蝴蝶,蝴蝶是变温动物，它们从环境中汲取能量，因此天气温暖时，它们的新陈代谢和运动速度都会更快。,“兴登堡”飞艇爆炸事件,1937年5月，德国“兴登堡”号飞艇顺利飞跃大西洋，正要在美国新泽西州莱克赫斯特基地着陆时，因引燃泄漏的氢气引发大火。飞艇在34秒内被焚毁。,3.1.1 化学反应速率的概念,化学反应速率： 单位时间内反应物浓度的减少或产物浓度的增加。 即单位时间内反应物或产物浓度改变量的正值。 化学反应速率单位： mol dm-3 s-1 或mol dm-3 min-1等。,
3、3.1.2 化学反应速率的表示方法,3.1.2.1 平均速率 3.1.2.2 瞬时速率,3.1.2.1 平均速率v,课本p37例题3.1 解： 2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g) T = 0s, 5.00 mol dm-3 0 0 T = 200s, 1.56 mol dm-3 6.87 mol dm-3 1.72 mol dm-3 vN2O5=1.72 10-2 mol dm-3 s-1 vNO2= 3.44 10-2 mol dm-3 s-1 vO2 =0.86 10-2 mol dm-3 s-1 结果说明： (1) 用不同物种表示的反应速率数值不同。 (2) 三种化合物
4、的反应速率之比等于它们的计量系数之比。,化学反应平均速率定义式,某化学反应的平均速率,用B物质表示的平均速率,练习,某化学反应2A+2B=3C，开始时容器内只有 4mol dm-3 A和4mol dm-3 B，1秒钟后A的 浓度下降到1mol dm-3 ，该反应的速率为？ 1.5 mol dm-3 s-1 A的反应速率是？ 3 mol dm-3 s-1,3.1.2.2 瞬时速率,瞬时速率定义为：平均速率的极值。 可由作图法求得，还可通过“反应速率方程式”求得。,某化学反应的瞬时速率,用B物质表示化学反应瞬时速率,作图法求瞬时速率,经过A点切线斜率的负数为200s时刻的瞬时速率。,A,3.1.5
5、 影响化学反应速率的因素,3.1.5.1 浓度对化学反应速率的影响,1863年，挪威化学家古德博格（1836-1902）和瓦格（1833-1900）发现化学反应的速度与反应物浓度成正比。,v = Ac,40，CCl4中N2O5分解反应的速率与浓度比v:c( N2O5 ),实验：,N2O5的分解速率与N2O5浓度的比值是恒定的，即反应速率v与c(N2O5)成正比。,可见：,反应速率方程式,对于一般反应：,反应速率方程：,用以表示反应物浓度与反应速率之间的定量关系,v：瞬时速率 k：速率常数。由反应的性质和温度决定，与浓度无关。 影响k的因素：反应本身、反应温度、催化剂 cA、cB：反应物的瞬时浓
6、度（区别：初始浓度） x、y：反应物浓度的指数 x+y：该化学反应的反应级数，必须由实验测定得到！,级数反应,一级反应：凡是反应速率与反应物浓度的一次方成正比的都是一级反应。 二级反应：凡是反应速率与反应物浓度的二次方成正比的都是二级反应。 三级反应：凡是反应速率与反应物浓度的3次方成正比的都是三级反应。 零级反应：凡反应速率与浓度无关的均属零级反应。 分数级反应 “没有反应级数的反应”？,注意：,反应级数可为0和分数。 如：2Na + H2O 2NaOH + H2 ，v = k； 如：H2 + Cl2 2HCl ，v = kcH2cCl21/2； 速率方程较复杂、不属v = k cA x c
7、B y形式的反应，没有反应级数！ 如：H2 + Br2 2HBr,能否根据反应物的计量系数确定反应的级数？,零级反应,一级反应,二级反应,三级反应,1.5级反应,例如：,反应物的初始浓度c和反应初始速率v如下，求反应级数。,反应级数的求算初始速率法,该反应的速率方程：,对NO而言是二级反应，对H2而言是一级反应。 试问如何求出反应速率常数k？k有单位吗？,速率常数的单位与反应级数的关系,反应物的计量系数与反应级数有无关系？,1867年，挪威化学家古德博格和瓦格提出质量作用定律。,质量作用定律,恒温下，基元反应的反应速度与各反应物浓度的系数次方的乘积成正比。称为基元反应的质量作用定律。,对基元反
8、应：,反应速率方程：,基元反应,基元反应：一步完成的化学反应。 非基元反应：两步或两步以上基元反应构成的化学反应，也叫复杂反应。 反应机理：指化学反应所经历的途径，也叫反应历程。,例如：基元反应,反应速率方程式：,如果计量系数变为2，反应级数变吗？,问题：反过来可以吗？即，已知反应级数等于化学反应计量系数，是否可以判定这是一个基元反应？,例如：分解反应 N2O5 2NO2 + 1/2 O2, = kcN2O5,复杂反应的速率方程和反应级数如何表示？,例如，对于反应,反应机理：,定速步骤,所以：反应级数是2+1=3,（慢）,（快）,反应速率方程式：,又如， N2O5的分解反应 N2O5 2NO2
9、 + 1/2 O2,反应机理：,N2O5 N2O3 + O2 （慢） N2O3 NO2 + NO （快） 2NO + O2 2 NO2 （快）,第一步基元反应是定速步骤，总反应的速率方程式由该步决定。,其速率方程式为： = kcN2O5,概念间的关系,练习,乙醛的分解反应 CH3CHO(g) CH4(g) + CO(g) 乙醛浓度(moldm-3) 0.10 0.20 0.30 反应速率(moldm-3s-1) 0.020 0.081 0.182 用上述数据判定： a) 此反应的反应级数； b) 速率常数k； c) 当CH3CHO的浓度为0.15 moldm-3时， = ?,解：,a)根据反应速率的定义：v = k cAn 分别把上述实验结果代入进去，得到：n = 2 b) k = 2.0 mol-1dm3s-1 c) v = k cA2 = 2.00.152 = 0.045mol dm3 s1,小结,化学反应速率的表示方法平均速率定义式 浓度对化学反应速率的影响 反应速率方程式速率常数、反应级数 质量作用定律 反应机理、基元反应、复杂反应、定速步骤,
