(34)--2.1-2 化学速率概念与反应速率理论.ppt

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§2-1化学反应速率的概念;例如,合成氨反应在一定条件下进行:

N2+3H2?2NH3

开始浓度/mol·dm-3130

3秒钟后的N2浓度变为0.7mol·dm-3,用三种物质表示的平均反应速率分别为:;;反应进行到某一时刻的反应速率用瞬时速率表示,即当Δt趋于无穷小时的反应速率,用微分形式表示:

此外,工程技术上为了应用方便,常用一些习惯方法表示反应速率。如钢材在炉中加热时用mm/min或mm/h来表示其表面的氧化速率;金属的腐蚀速率用g/d,g/m或g/y表示等等。;碰撞理论认为,化学反应的必要条件是反应物分子(原子、离子或原子团)之间发生相互碰撞。对大多数化学反应来说,事实上只有少部分碰撞才能导致化学反应的发生,这种碰撞称为有效碰撞(effectivecollision)。;发生有效碰撞的反应物粒子必须具有足够的能量,也就是说,有效碰撞只是发生在少数具有较高能量的分子之间,这些分子被称为活化分子。活化分子所具备的最低能量,称为临界能或阈能。

活化分子

非活化分子(普通分子)

普通分子需要吸收足够的能量转变为活化分子后才能碰撞发生化学反应。

活化分子的平均能量()与所有反应物分子的平均能量()之差称为反应的活化能(activationenergy)(Ea):

Ea=-;每一反应都有其相应的活化能,活化能的数值可以通过实验测定。显然,活化能越大,则活化分子数目越少,单位时间内有效碰撞次数越少,反应速率就越小。因此,活化能是决定反应速率的内在因素。

大多数反应的Ea在60~250kJ·mol-1

Ea<42kJ·mol-1υ大,如酸碱中和

Ea>420kJ·mol-1υ小,如H2(g)+O2(g);1935年,美国化学家艾林(H.Eyring)提出反应速率的过渡状态理论。

过渡状态理论认为,化学反应不只是通过反应物分子之间的简单碰撞就能完成,而是在碰撞后要先经过一个中间过渡状态,即先形成一种活性基团——活化配合物(activatedcomplex),然后再分解为产物:

A+B-C?[A…B…C]?A-B+C

反应物活化配合物生成物

(过渡状态);1、判断:化学反应过程所经历的步骤越少,其热效应越小。()

2、已知反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g),?rHm?=483.6kJ?mol-1,

则?fHm?(H2O,g)=()kJ?mol-1。

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