第二章化学反应的方向速率和限度1讲述.ppt

2007-5-27 反应　 2N2O5 → 4NO2 + O2 开始浓度/(mol·L-1) 2.10 0 0 100s浓度/(mol·L-1) 1.95 0.30 0.075 例 υ(N2O5)= - =- ?c(N2O5) (1.95-2.10)mol·L-1 ?t 100s =1.5×10-3mol·L-1·s-1 平均速率 瞬时速率 υ(N2O5) =-lim =- ?t→0 ?c(N2O5) dc(N2O5) ?t dt 瞬时速率 用不同物质表示的瞬时速率也可能不同 2007-5-27 用反应进度定义的反应速率 定义: 单位体积内反应进度随时间的变化率 　　 　　aA + bB → cC + dD ν ν -1 ν d ξ 1 i dni 1 dni 1 dci V dt V dt i Vdt i dt υ= · = ( )= · = · ν d ξ 1 dci dc(N2O5) dc(NO2) dc(O2) V dt idt 2dt 4dt dt υ= · = · =- = = 例　　反应 2N2O5 → 4NO2 + O2 2007-5-27 用反应进度定义的反应速率 特点 用反应进度定义的反应速率的量值 与表示速率物质的选择无关; 但与配平 系数有关, 所以在表示反应速率时, 必 须写明相应的化学计量方程式。 2007-5-27 2-2-2 化学反应的活化能 2-2-2 化学反应的活化能 分子碰撞理论认为： 反应物分子 (或原子、离子) 之间必须相互碰撞，才有可能发生化学反应。 但反应物分子之间并不是每一次碰撞都 能发生反应。绝大多数碰撞是无效的弹性 碰撞，不能发生反应。对一般反应来说，只有少数或极少数能量较高的分子碰撞时才能发生反应。 　碰撞要沿一定的取向。 2007-5-27 活化分子与活化能 有效碰撞——能发生反应的碰撞 临界能(Ec): 发生有效碰撞的分子所必须 具备的最低能量。 非活化分子(或普通分子)——能量低于 Ec的分子 活化分子——能量等于或超过Ec的分子 活化能——活化分子具有的平均能量(E* ) 与反应物分子的平均能量(E)之差。 Ea = E* - E 2007-5-27 活化能 例 N2O5 → 2NO2 + O2 12 Ea=E*-E=(106.13-4.03)kJ·mol-1=102.10kJ·mol-1 325K时 E*=106.13kJ·mol-1, E=4.03kJ·mol-1 大部分分子的能量接近E值，能量大于E 分子只占少数。 非活化分子要吸收足够的能量才能转变 为活化分子。 2007-5-27 大多数反应的活化能在60~250kJ·mol-1之间 Ea42kJ·mol-1的反应,活化分子百分数大， 有效碰撞次数多,反应速率大,可瞬间进行。 如酸碱中和反应，又如 Ea可以通过实验测定，属经验活化能 (NH4)2S2O8+3KI → (NH4)2SO4+K2SO4+KI3 Ea=56.7kJ·mol-1, 反应速率较大 Ea420kJ·mol-1的反应, 反应速率很小。 如　 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) Ea=250.8kJ·mol-1, 反应速率较小。 2007-5-27 过渡状态理论 化学反应不是通过反应物分子之间简单 碰撞就能完成的，在碰撞后先要经过一 个中间的过渡状态，即首先形成一种活 性集团(活化配合物), 然后再分解为产物 + + 反应物 活化配合物　　生成物 (始态) (过渡状态)