3反应速率动力学.ppt

* 第3章 化学反应速率与反应 动力学的初步概念 Chapter 3 Primary Conception of Chemical Reaction Rate and Reaction Kinetics 随着空气中的二氧化硫的浓度的增加使得酸雨的浓度也在增加.结果，文物被腐蚀的速度也在加快. 3.1 化学反应速率的表示方法 3.3 影响化学反应速率的因素 3.2 反应速率理论简介 3.4 化学反应机理的某些概念 expression method of chemical reaction rate influential factors on chemical reaction rate briefly introductory to reaction rate theory concepts relevance to chemical reaction mechanism 3.1 化学反应速率的表示方法 (expression method of chemical reaction rate) 下面是反应 2NO2(g) →2NO(g)+O2(g)在一定时间内反应物产物浓度的变化实验数据（300 ℃ ） Example 1 把表中数据画在图上得到了3条曲线，显然，反应物随反应进行浓度在不断减小，生成物浓度却在不断增加. 反应速率 (Reaction rate) 是指给定条件下反应物通过化学反应转化为 产物的速率，常用单位时间内反应物浓度的减少或者产物浓度的增加来表示. 浓度常用mol.dm-3，时间常用s，min，h，d，y. 反应速率又分为平均速率 （average rate）和瞬时速率（instaneous rate）两种表示方法. 定义 Time Period (s) 4.2×10-5 2.8×10-5 2.0×10-5 1.4×10-5 1.0×10-5 0 → 50 50 →100 100 →150 150 →200 200 →250 ●平均速率 例如，对于下面的实验数据 Rate of consumption of NO2 Rate of production of NO 2(Rate of production of O2) = = = = aA + bB yY + zZ ▲实际工作中如何选择，往往取决于哪一种物质更易通过试验 监测其浓度变化. ▲速率方程相同，但各自的k不同. 对于一般的化学反应： 用反应物和产物表示都可以 Example 2 Question 1 反应 2W+X Y+Z 哪种速率表达式是正确的？ ● 瞬时速率 C(N2O5)/mol·L-1 Rate/mol(L ·s-1) 0.90 5.4×10-4 0.45 2.7×10-4 瞬时速率只能用作图的方法得到，例如对于反应（45 ℃ ）： 2N2O5 →4NO2+O2 3.2 反应速率理论简介 （briefly introductory to reaction rate theory） 1918年Lewis 以气体分子运动论为基础提出. 发生有效碰撞的两个基本前提: ● 碰撞粒子的动能必须足够大 ● 对有些物种而言,碰撞的几何方位要适当 对于反应 （1）碰撞理论 化学反应的发生总是伴随电子的转移或重新分配，这种转移或重新分配似乎只有通过相关原子的接触才可能实现。 Example 3 对于反应 NO2 + CO NO + CO2 Example 4 对 HCl 和 NH3 的气相反应，显然 HCl 的 H 端只能通过狭窄的“窗口”接近孤对电子，发生有效碰撞的机会自然小多了. 对应2HI H2+2I，若每次碰撞都反应，T=500℃，c (HI) = 1.0×10-3 mol ·dm-1, d (HI) = 4.0×10-10m. 则理论碰撞次数和实际碰撞次数各为多少？ Example 5 以碰撞频率公式计算： 则 实际反应速率仅为1.2×10-8 mol·dm-1 ·s-1 两者相差1012倍 这里，Z 碰撞总数， P 取向因子，f 能量因子 (2) 过渡状态理论 ● 定义： 以量子化学对反应过程中的能量变化研究为依据，认为运动着的两种（或多种）反应