基础化学教学课件第5章化学反应速率和反应平衡.pptVIP

基础化学 第5章 化学反应速率和反应平衡 5.1 化学反应速率 5.2 化学反应平衡及平衡常数 5.1 化学反应速率 化学反应速率的表示方法 5.1.1 平均速率 1. 平均速率v是指在时间间隔Δt内某化学反应的反应速率，可以用参加反应的任一物质的浓度ci在时间间隔Δt内的浓度变化Δci来表示，即 平均反应速率习惯用正值表示，若反应物浓度随时间变化而降低，式前加负号，即 若用生成物浓度随时间变化来表示平均反应速率，则不用在式前加负号，即 瞬时速率 2. （1）作化学反应的反应物与生成物的浓度随反应时间变化的曲线图，即ct图。 （2）在指定时间ti时刻所对应曲线位置上作切线。 （3）求出切线的斜率（用截距法，量出线段长，求出比值），即可求得ti时刻的瞬时速率。 图5-1 瞬时速率的图示法求解 5.1 化学反应速率 反应速率理论 5.1.2 碰撞理论 1. （1）互相碰撞时的反应物分子（或原子、离子）应有合适的碰撞取向。 （2）互相碰撞的分子在碰撞时必须具有足够的能量，只有具有较高能量的分子才能够在取向合适的前提下克服碰撞分子间电子的相互斥力，完成化学键的改组，使反应完成。 图5-2 分子碰撞的不同取向 5.1 化学反应速率 过渡状态理论 2. 碰撞理论比较直观，但在具体处理时，把分子当成刚性球体，而忽略了分子的内部结构。 活化络合物中的价键结构处于原有化学键被削弱、新化学键正在形成的一种过渡状态。 过渡态理论认为的化学反应机制是：反应物分子的形状和内部结构的变化，在相互靠近时即已开始，而不仅是在碰撞的一瞬间发生变化。 化络合物由于能量高、不稳定，或是恢复成反应物，或是变成产物。 5.1 化学反应速率 基元反应和非基元反应 5.1.3 5.1 化学反应速率 反应机理是对化学反应历程的描述，是化学反应过程中经历的真实反应步骤的集合。 化学反应可以分为基元反应和非基元反应两大类。基元反应是指由反应物一步到达生成物的反应，没有可用实验检验得到的中间产物。非基元反应是一连串基元反应步骤的集合。这一连串的基元反应代表了反应时所经历的具体途径，动力学上称之为反应机理或反应历程。 影响化学反应速率的因素 5.1.4 浓度（压力）对反应速率的影响 1. 5.1 化学反应速率 在基元反应中，或在非基元反应的基元步骤中，反应速率和反应物浓度之间，有严格的数量关系，即遵循质量作用定律：基元反应的反应速率与各反应物的浓度的幂的乘积成正比，其中各反应物的幂的指数即为基元反应方程式中该反应物化学计量数的绝对值。 例5-1 在碱性溶液中，次磷酸根离子（H2PO-2）分解为亚磷酸根离子（HPO2-3）和氢气（H2），反应式为 在一定温度下，实验测得数据如下： 解：（1）设x和y分别为反应对H2PO2 和OH 的反应级数，则该反应的速率方程式可写为 - - 5.1 化学反应速率 例5-1 将表中三组数据分别代入上式，得 5.30×10-9＝k（0.10）x（0.10）y 2.67×10-8＝k（0.50）x（0.10）y 4.25×1-7＝k（0.50）x（0.40）y 解上述方程可得x=1，y=2 所以反应总级数为x+y=1+2=3 （2）将表中任意一组数据代入速率方程式中可得k值。如取第一组数据，则有 5.30×10 ＝k×0.10×0.10 即k＝5.30×10 mol ·L ·s -9 2 -6 -2 2 -1 5.1 化学反应速率 温度对反应速率的影响 2. 5.1 化学反应速率 温度对化学反应速率的影响特别显著，温度升高往往能加速反应的进行是人们早已熟知的事实。同反应具有不同的速率系数；同一反应在不同温度下有不同数值的速率系数。温度对反应速率的影响主要体现在温度对反应速率系数的影响上。 催化剂对反应速率的影响 3. （1）催化剂只能对热力学上可能发生的反应起作用；热力学上不可能发生的反应，催化剂对它并不起作用。 （2）催化剂只能改变反应途径，不能改变反应的始态和终态，即催化剂同时改变了正、逆反应的速率，缩短了达到平衡的时间，但并不能改变平衡状态。 （3）催化剂有选择性，不同的反应常采用不同的催化剂，即每个反应有它特有的催化剂。 （4）每种催化剂只有在特定条件下才能体现出它的活性，否则会失去活性或发生催化剂中毒。 5.1 化学反应速率 5.