普通化学 - kcpt.cidp.edu.cn.ppt

* 普通化学 同学们好! 化学动力学 3.2 化学反应速率的含义及其表示法 第三章 化学动力学与反应速率 3.3 浓度与反应速率：微分速率方程与反应级数 普 通 化 学 3.1 什么是化学动力学？ 3.4 温度与反应速率：活化能与反应速率理论 化学反应速率 普 通 化 学 化学反应速率 普 通 化 学 3.1 什么是化学动力学 化学反应速率 普 通 化 学 大西洋底泰坦尼克号 船首的腐蚀过程 化学反应速率 普 通 化 学 对于合成氨反应， 化学平衡和反应速率是化学反应问题的两大不可分割的方面，均十分重要。 化学热力学判断常温常压下反应能进行，且转化率很高，但实际反应速率太慢，毫无工业价值。 化学动力学的任务： 1) 化学反应的速率问题 2) 化学反应的机理问题 化学反应速率 普 通 化 学 3.2 化学反应速率的含义及其表示法 反应速率的定义： 单位时间内反应物或生成物浓度改变量的正值。一般用v表示。 化学反应速率 普 通 化 学 从平均速率到瞬时速率： (化学反应在 t 时刻的瞬时速率) 化学反应速率 普 通 化 学 用反应物浓度变化和用生成物浓度变化表示反应速率存在差异 以双氧水的分解为例，用反应物H2O2的浓度变化与用生成物O2的浓度变化来表示反应速率，结果是不相同的。 如何解决同一个反应有多个速率值的问题？ 现行国际单位制的建议 按此规定，一个化学反应就只有一个反应速率值。 化学反应速率 普 通 化 学 净反应速率和初速率 化学反应有可逆性，所以实验测定的反应速率实际上是正向速率和逆向速率之差，即净反应速率。 1）有些化学反应逆速率非常小，可看作是单向反应。 注意 2） 可逆反应到达平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等，此时净反应速率等于零，平衡浓度不再随时间变化。 我们把反应刚开始一霎那的瞬时速率称为初速率，记作v0。 思考：初速率一定最大吗? 化学反应速率 普 通 化 学 浓度与反应速率——微分速率方程和反应级数 (1) 微分速率方程 —— 以H2O2分解反应为例，可知反应速率与反应物浓度密切相关，实验结果表明： 式中比例常数k叫作反应速率常数，也叫比速常数，可看作浓度为1 mol·dm-3 时的反应速率。上式表示反应速率与反应物浓度的关系，叫微分速率方程。 化学反应速率 普 通 化 学 化学反应速率 普 通 化 学 (2) 基元反应和非基元反应 化学反应速率与路径有关。有些反应的历程很简单，反应物分子相互碰撞，一步就起反应变成生成物。这种反应叫基元反应。 多数反应的历程较为复杂，反应物分子要经过几步，才能转化为生成物，叫非基元反应。 化学反应速率 普 通 化 学 基元反应的质量作用定律 在恒温条件下，基元反应的反应速率与反应物浓度的乘积成正比，各浓度的方次也与反应物的系数相一致。这个规律称为质量作用定律。 其中速率常数k是化学反应在一定温度的特征常数，即k由反应的性质和温度决定，而与浓度无关。 化学反应速率 普 通 化 学 非基元反应的速率方程 比较复杂。浓度的方次和反应物的系数不一定相符，须由实验测定。 化学反应速率 普 通 化 学 NOTES 速率方程式都是依据实验结果写出的 速率方程式大多是以反应物为标准来表达速率，而不是以生成物为标准 对于非基元反应速率方程式里浓度的方次，不等于化学方程式中的化学计量系数。 化学反应速率 普 通 化 学 化学平衡常数式与化学速率方程式的区别 化学平衡常数式中平衡浓度的方次和化学方程式里的计量系数总是一致的，按化学方程式即可写出平衡常数式，因为化学平衡只取决于反应的始态和终态而与路径无关。 但化学反应速率与路径密切相关，速率式中浓度的方次一般要由实验确定，不一定都能直接按化学方程式的计量系数写出。 化学反应速率 普 通 化 学 反应级数及各级反应的特点 速率方程式里浓度的方次叫作反应的级数。要正确写出速 率方程式表示浓度与反应速率的关系，必须由实验测定速率 常数和反应级数。 化学反应按反应级数可以分为一级、二级、三级以及零级 反应等。各级反应都有特定的浓度－时间关系。确定反应级 数是研究反应速率的首要问题。 上述反应对反应物CO来说是1级反应，对反应物NO2来说也是1级反应，总反应为1＋1＝2级反应。 化学反应速率 普 通 化 学 一级反应的特征 凡是反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应都是一级反应。 例如， 化学反应速率 普 通 化 学 对于一级反应