生科大一无机分化三章.pptx

第三章化学反应速率和反应平衡

§３-1化学反应速率

?

一、化学反应速率的定义：

I-

例如：H2O2(aq)→H2O(l)+1/2O2(g)

数值见表6-1

化学反应速率：反应进度ξ随时间的变化率。

aA+bB====gG+dD

J=dξ/dt

ξ：反应进度；t：时间

;反应进度dξ与物质B的物质的量的改变dnB有如下关系：

?B：物质B在反应式中的计量系数。

对于反应物，取负值，表示减少；

对于生成物，取正值，表示增加。

化学反应速率：J=(1/?B)·(dnB/dt);aA+bB====gG+dD

cB：反应体系中B的物质的量的浓度;反应速率：

①某一时刻的反应速率、瞬时速率；

②平均速率?=?B–1(ΔcB/Δt)

③用反应中的任何物质表示反应速率，数

值上都是一样的；

④瞬时速率的测定可以由作图法得到。

;§３-2浓度对化学反应速率的影响

内因：反应的活化能大小

外因：浓度、温度、催化剂

1．基元反应：对于简单反应，反应物分子在有效碰撞中经过一次化学变化就能转化为产物的反应。

2．基元反应的化学反应速率方程式：可由质量作用定律描述。

;质量作用定律;aA+bB=gG

k称为反应的速率常数;k称为反应的速率常数:

①可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的

反应速率；

②k由化学反应本身决定，是化学反应在一

定温度时的特征常数；

③相同条件下，k值越大，反应速率越快；

④k的数值与反应物的浓度无关。

3．非基元反应：

反应物分子需经几步反应才能转化为生成

物的反应。

;4．非基元反应的速率方程式

不能只根据反应式写出其反应速率方程，必须根据实验测定的结果及验证，推出反应的反应机理

复杂的非基元反应→分成若干个基元反应→反应最慢的一步作为控制步骤

最慢的一个反应就控制了该复杂反应的反应速率。

;5．反应级数

基元反应aA+bB=gG

?B=k(cA)a·(cB)b

a+b表示该反应级数。

对于物质A是a级反应，对物质B是b级反应。;§３-３温度对化学反应速率的影响

1．Arrhenius(阿仑尼乌斯)公式

A： 反应的频率??子，对确定的化学反应是一常数，A与k同一量纲；

Ea： 反应活化能；

R： 8.314J·mol-1·K-1

T： 热力学温度

可求活化能及值。;2．阿仑尼乌斯公式的应用

求出任一温度下该反应的k值

①作图法

Y=aX+b

做图斜率

②根据二点进行计算

或;§３-４反应速率的基本概念;

活化能：具有最低能量的活化分子与具有气

体分子平均能量的分子间的能量差

称为活化能EA。

E平代替气体分子平均动能

Ea=E1–E平;例NO2(g)+F2(g)?2NO2F(g)

反应机理：①NO2+F2?NO2F+F(慢反应)

②F+NO2===NO2F(快反应)

反应速率有第①步反应决定。

;2．过渡状态理论

要点：在反应物相互接近时，要经过一个中间过渡状态，即形成所谓的活化络合物，活化络合物既可以分解为反应物分子，也可以分解为产物分子。活化络合物和反应物(或生成物)存在能垒，这一能垒被称为正反应（或逆反应）的活化能

;§３-5催化剂对化学反应速率的影响

正催化：加速反应速率；负催化：减慢反应速率

1．催化剂改变反应速率的原因

降低了反应的活化能；不改变反应的自由能，，也不改变平衡常数Kr；缩短平衡到达的时间，加快平衡的到来。