掌握化学反应速率的基本概念及表示方法。了解有效碰撞....ppt

* 掌握化学反应速率的基本概念及表示方法。 了解有效碰撞理论，了解过渡状态理论，理解活化能、活化分子的概念及其意义。 掌握浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。 了解化学反应的可逆性，掌握化学平衡和平衡常数的概念。 掌握标准平衡常数及平衡的有关计算。 掌握浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响；了解从热力学和动力学等方面来选择合理的生产条件。 教学效果 教学时数：6学时 第一节 物质的聚集状态 反应的方向性； 反应的转化率，化学平衡问题； (热力学问题) 反应所需时间，反应的速率。(动力学问题) 化学反应研究的重要问题： 引言： 各种化学反应进行的快慢程度不同，酸，碱中和的反应，溶液中某些离子反应瞬间即可完成。在实际生产中，若把氢和氧放在一起几乎不发生反应，但升温至于1073K，该反应以爆炸的方式瞬间完成，如选用催化剂，则在常温，常压下氢、氧也能以较快地速度化合为水，因此在化工生产中一个反应其进行的速度是重要的，它直接关系到产量和经济效益的高低。 2-1-1 反应速率的表示方法 表示方法：任一化学反应的反应速率都可以用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。为使反应速率是正值，当用反应物浓度的减少来表示时，要在反应物浓度的变化值△C前加一个负号。 例如:对于化学反应： A + B → Y + Z，其反应速率为？ v == △c（Y）/△t，或 v == - △c（A）/△t。 Vi==+dCi/dt：浓度单位通常用mol·L-1，时间单位常用s、min、h等 注：+：用产物增加来表示化学反应速率。 --：用反应物减少来表示化学反应速率。 单位：mol·L-1·S-1或mol·L-1·min-1等 例:在某一定条件下,与一恒容容器中氮气与氢气反应而合成氨,各物质的浓度变化如下: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) 开始浓度/( mol·L-1)： 1.0 3.0 0 第二秒末浓度/( mol·L-1) 0.8 2.4 0.4 计算反应开始后2秒中内的平均速度。 解：V N2 = -（0.8-1.0）/2=0.10 mol·L-1·S-1 V H2 = - (2.4-3.0) /2=0.30 mol·L-1·S-1 VNH3 = (0.4-0) /2=0.2 mol·L-1·S-1 2-1-2 平均反应速率与瞬时速率 平均速率 r =︱ΔcB / Δt︱ 瞬时速率 r =︱dcB / dt︱ P18图2-1是五氧化二氮在四氯化碳中分解时其浓度随时间的变化曲线。在两个时刻之间的浓度变化与时间变化之比就是在此时间间隔中的平均速率。 在某一时刻时曲线上的切线斜率就是该时刻的瞬时速率。 2-1-3．化学反应速度与系数有关。 必须指明具体物质。 第二节 影响化学反应速度的因素 2-2-1 浓度对反应速率的影响 基元反应和非基元反应： 根据反应机理，一步就能完成的反应为基元反应； 分几步进行的反应为非基元反应。 例：HI的气相合成反应 H2+I2---2HI只是一个最终反应，它并不是通过H2分子和I2分子在一次反应中相遇，磁撞而实现的，实际上它经历了如下步骤： I2—2I 2I—I2 2I+H2—2HI最终方程是这三个共同作用的结果. 这三个反应称为基元反应 2-2-1 浓度对反应速率的影响 基元反应的速度方程-----质量作用定律 当温度一定时, 基元反应的反应速度与反应物浓度系数次方的乘积成正比，这一规律称为质量作用定律。 对于一般的基元反应： aA + bB ＝ yY + zZ 其速度方程式为： 若为气体反应，其速度方程式也可为： 注意：①质量作用定律只适用于基元反应。 ②多相反应中,固态反应物浓度不写入速度方程。 C(s) + O2(g) = CO2 非基元反应的速度方程由实验决定。 K称为速率常数，K值大，反应速率就大。它主要受温度影响。 ka/kb=a/b 2-2-2 温度对反应速率的影响 温度对反应速率的影响显著，温度升高，一般都使反应速度加快。 对多数反应而言，温度升高10度，反应速率大约增加到原来的2-4倍。 教学内容： 2-2-3 催化剂对反应速率的影响 催化剂的概念