无机及分析化学二章节 化学反应速率.pptVIP

无机及分析化学第二章 化学反应速率 §2-2 影响化学反应速率的原因 复杂反应 ：由二个以上基元反应构成的化学反应称为复杂反应 定速步骤：反应历程中速率最慢的基元反应； 1、反应速率方程: 表示反应速率与反应物浓度之间定量关系的数学表达式. 速率方程通式: 对于反应 aA+bB=dD+eE 零级反应：a+b（或m+n）=0 v=k v与反应物浓度无关 （特殊，其它级v?C ） eg1: 2NO2=N2+2O2（Au为催化剂） v只与Au表面积有关，与浓度无关。 eg2:生物酶的反应，只与反应物本性有 关 ，与浓度无关。 eg:H2 (g)+Cl2(g)=2HCl(g)是复杂反应， 实验测得v=k·C(H2)·C(Cl2) 0.5 对于 H2 ：1级 对于：Cl2 0.5级 对于整个反应：1.5级 反应级数与实验条件有关；如蔗糖水解反应是二级反应，但当水为大量时，可视为水的浓度不变，即反应对水是零级、总反应变为一级反应。 复杂反应的反应级数求法：由实验测： 例: 298K, 3I-(aq) + S2O82-(aq)= 2SO42- + I3- 求k、m、n、m+n 浓度如何影响反应速率 ——影响单位体积内活化分子的总数 C(反应物)增大，单位体积内分子数增大、有效碰撞次数增大、v增大； （T对V影响较大：主要影响k） 1、范特霍夫规则 一般情况下，在一定温度范围内，温度每升高10度，反应速率大约增加到原来的2-4倍。 公式：γn=k(t+10n)/kt （ γ=2~4 ） n---温度升高值/10 经验规律，不准确 在一定温度范围内成立（爆炸反应不符） eg: 某反应，温度升高10℃，k为原来的2倍。 当温度由10 ℃升高到70 ℃时， k是原来的多少倍？ k增加了多少倍？ 解：γ=2 n=(70-10)/10=6 γn=k(t+10n)/kt=26=64 k70=64k10 增加了63倍 2、阿仑尼乌斯方程式（定量公式） （1）指数式： Ea：活化能（kJ.mol-1） R: 8.314×10-3 kJ.mol-1.K-1 A：指前因子（单位同k） 无催化剂时，同一反应的Ea及A不随T变化（阿仑尼乌斯“线性化假定”） 温度如何影响反应速率 ——单位体积内活化分子百分数f 增加 T增大,分子运动速率增加、易获得能量成为活化分子、活化分子百分数f 增加、有效碰撞次数增加、v增大. 由阿仑尼乌斯方程式指数式有： 1.催化剂和催化作用 二、温度对化学反应速率的影响 Ea大的反应， k值小，v也小； 温度增加,绝大多数反应的k值变大,由于k与温度T成指数关系,因此温度对k值的影响较大. 注意： 阿仑尼乌斯方程式适用于均相和多相系统的绝大多数反应，但并不是所有反应都符合这个公式。 *原因：阿仑尼乌斯“线性化假定”同一反应的Ea及A不随T变化，但实验指明，k~T图有四种类型： 1（大多数） 2 3 4 k T （2）对数式： 以lgk~1/T作图为直线： 斜率=-Ea/2.303RT 截距 =lgA 1/T (×103K-1) I II 3、应用：求不同温度时的k 及Ea、A 若T1、T2时已知k1、k2，代上式相减有 ——求k2 ——求Ea ——求A 由实验测得两个不同温度下的速率常数,可计算Ea 反之,若已知Ea及某一温度下的速率常数k，也可计算出另一温度下的k值. 温度变化相同时,活化能较大的反应,速率常数随温度的升高而增加的倍数较大,故升高温度对活化能较大的反应影响较大. 结 论： ？升高相同温度后， Ea大的反应比Ea小的反应更快？ × ，不一定，要看起点。 对同一反应,温度变化相同时,因Ea基本不变,故在低温区（T2-T1/T1T2较大）速率常数随温度的升高而增加的倍数较大,因此,在低温区改变温度对速率的影响比高温区内要大. ？对同一反应,温度变化相同时，低温区反应比高温区反应速率更快？ × 例2—1(书) 对于下列反应： C2H5Cl(g) = C2H4(g) + HCl(g) 其指前因子A=1.6×1014s—1，Ea=246.9kJ·mol—1，求700K、710K和800K时的速率常数k。 解：根据阿仑尼乌斯公式，当T=700K时： k=6.0×10－