无机化学反应速率及化学动力学.ppt

非元反应 由两个或多个基元反应步骤完成的反应： 实际是两步完成 如, H2(g) + I2(g) =2HI(g) I2(g) = I(g) + I(g) 通过实验可以找出决速步骤(Rate determining step) 所以 v= k c(A2) 复杂反应的速率方程只能通过实验获得！ A2+B → A2B A2→ 2A Slow reaction 2A+B→A2B Fast reaction H2(g) + I (g) + I(g) = HI(g) + HI(g) 绝大多数反应是非基元反应 对于非基元反应： 其速率方程如何书写？ α和β值通过实验测定。 质量作用定律只适用于基元反应。 反应级数：n=α+β。 (3) 反应级数与反应分子数的差别 反应级数 a (A) + b (B) = d (D) + e (E) 速率方程表示为 υ =kcx (A) cy (B) 反应级数：速率方程中各反应物浓度项上的指数称为该反应物的级数； 所有浓度项指数的代数和称为该反应的总级数，通常用n 表示。n 的大小表明浓度对反应速率影响的大小。 反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零，有的反应无法用简单的数字来表示级数。 反应分子数 在基元步骤中，同时碰撞而引起反应所需反应物的微粒数，称为该反应的反应分子数。根据反应分子数，反应可以分为单分子反应，双分子反应和三分子反应。四分子和四分子以上的反应，几乎是不存在的。 4.3.2 温度对化学反应速率的影响 ? 影响特别显著 H2(g) + O2(g) = H2O(l) 1 2 常温下十分缓慢，873K发生猛烈爆炸。 ? △T = T2–T1 = 10K 反应速率常数一般增加到原来的2—3倍 ? 无论对于吸热反应还是放热反应, 升高 温度时反应速率均提高. 1889年Arrhenius提出了k与T之间的定量关系: （1）Arrhenius 方程 若已知T1, k1, T2, k2, 可求出Ea 阿仑尼乌斯认为：一般温度范围内, 温度改变对Ea与A影响微小。 因此可以根据两个不同温度下的 k 值求活化能。 根据题给数据, 求算反应 2 N2O5(在CCl4) → 2 NO2(在CCl4) ＋ O2(g)的活化能 。 T/K 337 327 316 308 298 273 k/s-1 1.66 ×10-3 4.99 ×10-3 4.53 ×10-4 1.51 ×10-4 3.72 ×10-5 8.32 ×10-7 Question ★将题给数据处理为作图数据： (1/T)×103/K-1 ln/(k/s-1) 2.97 －5.30 3.06 －6.40 3.16 －7.70 3.25 －8.80 3.36 －8.80 3.66 －8.80 Solution * 化学反应速率与化学动力学的初步概念 第4章 初步了解化学反应的平均速率和瞬时速率；熟悉碰撞理论、过渡状态理论、活化能。 熟悉质量作用定律、速率方程；理解并会用浓度、温度、催化剂诸因素解释其对化学反应速率的影响。 本章教学要求 4.1 化学反应的平均速率和 瞬 时速率 Average rate and instantaneous rate of chemical reaction 4.3 影响化学反应速率的因素 Influential factors on chemical reaction rate 4.2 反应速率理论简介 Brief introductory to reaction rate theory 化学动力学(化学的动力学)研究的是反应进行的速率, 并根据研究反应速率提供的信息探讨反应机理，即研究反应的快慢和反应进行的途径。 H2与O2具有生成H2O的强烈趋势, 但室温下气体混合物放置1万年仍看不出生成H2O的迹象。为了利用这个反应释放的巨大能量, 就必须提供适当的动力学条件。因此，化学动力学研究还在于其实用意义。 4.1.1 化学反应的平均速率The average rate of chemical reaction 4.1.2 反应的瞬时速率Instantaneous rate of chemical reaction 4.1 化学反应的平均速率