东北大学无机化学课件：第4章 无机化学-化学动力学基础.ppt

第4章 化学动力学基础 化学反应速率定义及表示方法 影响化学反应速率的因素 浓度 温度 催化剂 化学反应速率理论 4.1 化学反应速率定义及表示方法 基本术语 化学反应速率表示方法 化学反应速率方程 一、基本术语 2、反应分子数 ——基元反应中直接参加反应的物种（分子、原子、离子、自由基等）数目。 单分子反应： SO2Cl2 = SO2 + Cl2 双分子反应： NO2 + CO = NO + CO2 三分子反应： 2NO2 + H2 = N2O + H2O 3、反应历程 ——复杂反应的完成要经过若干个基元反应，这些基元反应代表了反应所经过的途径，动力学上称为反应历程或反应机理。 总反应： Br2 + H2 → 2HBr 反应历程： Br2 + M → 2Br + M Br + H2 → HBr + H H + Br2 → HBr + Br H + HBr → H2 + Br Br + Br + M → Br2 + M M：惰性物质，起到能量转移作用。 二、化学反应速率的表示方法 1、反应速率 ——单位体积反应体系中反应进度随时间的变化率。 2、组分速率 3、化学反应速率方程 （1）一级反应: 反应速率只与反应物浓度的一次方成正比的反应。如：放射性元素的衰变、分子重排、N2O5的分解、蔗糖水解等反应。 1、以lgc对t作图，可得一直线，直线斜率为-k1/2.303，截距为lgc0。 2、 k1的单位是[时间] -1。 3、 t1/2是常数，与反应物起始浓度无关。 ——反应速率与物质浓度的二次方成正比的反应。 （3）零级反应 ——反应速率与物质的浓度无关的反应。 本章习题： 88页 7、8、10、13、14 * * 1、基元反应 基元反应：能一步完成的化学反应（真实步骤）。 基元反应又叫元反应、简单反应。 复杂反应：多步完成的反应（含多个元反应）。 复杂反应又叫非（基）元反应、总反应。 定速步骤：复杂反应中反应速率最慢的一步反应。 例如： H2 (g) + I2 (g) = 2 HI (g) （总反应） 第一步： I2 (g) = 2 I (g) （快反应） 第二步： H2 (g) + 2I (g) = 2 HI (g) （慢反应） 第一步、第二步反应均为基元反应， 第二步反应为定速步骤。 例如： NO+O3→NO2+O2 单位：mol·L-1·s-1或Pa·s-1。 对于反应：e E+ f F = g G + hH 注意：反应速率r一定要与化学反应方程式对应。 反应速率与组分速率的关系： （1）反应速率与浓度的关系——化学反应速率方程 r = f（c1，c2，…，cB，…） ——化学反应动力学方程 （2）反应级数n nB：组分B的级数。 （3）k称为反应速率系数或比速率，其物理意义是各反应物的 浓度均等于单位浓度时的反应速率。 （4）k是有单位的。 k单位与反应级数有关 4.2 影响化学反应速率的因素 一、浓度对化学反应速率的影响 1、质量作用定律 一定温度下，基元反应速率与反应物浓度系数次幂的乘积成正比。 基元反应： aA + bB = gG + hH 速率方程： r = k·c a (A) · c b (B) 说明（1）仅适用于基元反应。 （2）当C(A)=C(B)=1mol·L-1， 称为速率常数，表示温度 一定时，反应物浓度为单位浓度时的反应速率。 kc与温度、催化剂有关。 （3）对于稀溶液中的反应，溶剂的浓度不必列入速率方程。对于固体或纯液体参加的反应，固体或纯液