大一 无机化学 化学动力学课件.ppt

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大一 无机化学 化学动力学课件

第二章;本章要求 (1) 了解化学反应速率的定义及其表示方法; (2) 了解活化能的概念和意义; (3) 掌握质量作用定律的应用; (4) 了解反应的分子数与反应级数的关系; (5) 掌握阿仑尼乌斯公式的应用; (6) 了解浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响 的实质; (7) 了解催化剂在现代化工生产中的作用与地位; ;298K和标准条件下:DrGqm = – 343.8kJ·mol-1,进而可算出此反应的标准平衡常数Kq = 1.84×1069。;美“挑战者”号航天飞机升空后爆炸 ; 在研究一个化学反应时,不仅要从热力学上研究这个反应可能自发进行的方向与限度(第3章),而且也要研究这个反应进行的快慢,这就是本章要讨论的化学动力学中的反应速率及其影响因素的问题。; 化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应速率的影响,把热力学的反应可能性变为现实性。;2.2 化学反应速率表示法; 反应进行的环境---均相反应和非均相反应 1.均相反应(Homogeneous reaction)无界面 如:气体反应;溶液中的反应 2.非均相反应(Heterogeneous …)有界面 如:Zn(s)+2HCl =H2(g)+ZnCl2 (aq) C(s)+O2(g) = CO2 (g) 特点:速率与界面大小、扩散速率有关; 与反应的本性和温度有关。;反应速度和速率;2.2 化学反应速率之平均速率与瞬时速率;从化学计量关系来看 ;对任何反应:;反应 2W+X Y+Z 哪种速率表达式是正确的?;2.3 化学反应速率理论;有效碰撞:能导致化学反应的分子间碰撞称为有效碰撞。 发生有效碰撞必须具备两个条件: 碰撞粒子的动能必须足够大。(能量要求-1,2) 对有些物种而言,碰撞的几何方位要适当。(方位要求);(a)弹性碰撞 (b)有效碰撞 ;碰撞理论之 有效碰撞;呸淮殊垫鸡攻台丘王壹摔辑淬床揖腕兔颈捡报纵天涵秃炸奋辫畔蒋贷蛆誉大一 无机化学 化学动力学课件大一 无机化学 化学动力学课件;2.3.2 过渡状态理论;活化能是决定反应速率的内在因素;例如:CO+NO2 ═ CO2 +NO ;活化分子:可以发生反应(有效碰撞)的分子称为活化分子;具有的最低能量叫做化学反应临界能。 活 化 能:具有最低能量的活化分子与具有气体分子平均能量的分子间的能量差称为活化能Ea。 Ea = Ec - Ee;活化能与反应速率的关系:;Tolman 用统计平均的概念对基元反应的活化能下了一个定义:活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差值,称为活化能。;规定:Ea(正) – Ea(逆) = ⊿rH反应 ⊿H反应 0, 放热反应 ⊿H反应 0, 吸热反应; 离子反应和沉淀反应的Ea都很小 一般认为Ea小于63 kJ·mol-1的为快速反应 小于40 kJ·mol-1和大于400 kJ·mol-1的都很难测定出; 化学反应会不会因活化分子的消耗而停止?;2.4 化学反应的速率方程;速率方程(rate equation of chemical reaction) ;基元反应(elementary reaction);反应分子数(molecularity of reaction);质量作用定律(law of mass action);总反应(overall reaction) ; I2 ? 2I (快反应) 2I + H2 ? 2HI (慢反应);反应机理(reaction mechanism);反应级数(order of reaction);① 简单反应总是简单级反应,这时反应的级数与反应 的分子数是等同的。 CH3COOH + C2H5OH ? CH3COOC2H5 + H2O 是双分子反应也是二级反应;SO2Cl2的分解反应是一级反应也是单分子反应。 ② 在更多情况下,反应的级数与反应的分子数不一致。 反应的级数可以是零、正负整数、分数。从来没有零分子反应,反应的分子数恒为正整数,常为一、二,三分子反应为数不多,四分子或更多分子碰撞而发生的反应尚未发现。;③ 反应级数是对宏观化学反应而言的;反应分子数是 对微观上的基元步骤而言的。 H2(g) + I2(g) ? 2HI(g), v = k[H2][I2]

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