无机化学03化学反应速率

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1、南京医科大学药学院许贯虹化学反应速率www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹化学反应的基本问题2反应热力学：研究反应的方向和进行限度反应动力学：研究反应的速率和反应历程www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹3化学反应速率平均速率瞬时速率有效碰撞理论内因外因Ea浓度温度催化剂质量作用定律时间与浓度的关系阿伦尼乌斯方程过渡态理论www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹第一节化学反应速率及其表示方法4一、化学反应速率的表示方法化学反应速率：单位时间内反应物浓度的减少或产物浓度的增加平均速

2、率瞬时速率www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹500.20.40.60.820406080ABCDEF-dc/dt瞬时速率难以测定，用作图法求出反应物浓度t/min：割线AB的斜率www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹6原则上任何一种反应物或者产物都可以表示化学反应速率，但通常选择其浓度易于测量的那一种v=用反应进度表示的反应速率www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹例题7反应3H2(g)+N2(g)→2NH3(g)的反应速率可以表示为–dc(N2)/dt，下列表示中与其相当

3、的是Adc(NH3)/dtB–dc(NH3)/dtC2dc(NH3)/dtDdc(NH3)/(2dt)D√www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹补充说明：8对于气相反应，浓度变化用气体分压的变化来表示3H2(g)+N2(g)→2NH3(g)www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹第二节反应机理（reactionmechanism）9反应机理：一个反应所经历的途径或具体步骤，也称为反应历程（一）基元反应和非基元反应基元反应（元反应）：反应物分子一步直接生成产物分子NO2+CO=NO+CO22NO2

4、=2NO+O2www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹非基元反应10非基元反应（总反应）：由两个或两个以上的基元反应组成的化学反应快反应慢反应速率控制步骤（速控步骤）：非基元反应中反应速率最慢的一步元反应速控步骤www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹反应分子数11反应分子数：在基元反应中，同时直接参加反应的粒子（分子、原子、离子）的数目单分子反应双分子反应三分子反应反应分子数只适用于基元反应www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹第三节反应速率理论12一、碰撞理论二、过渡态理论ww

5、w.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹一、碰撞理论13反应进行的先决条件：反应物分子间发生碰撞主要适用于气体双分子反应www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹14只有活化分子才能发生有效碰撞弹性碰撞：不能发生化学反应的碰撞有效碰撞：能发生化学反应的碰撞www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹反应速率15v=Z·P·f碰撞频率方位因子能量因子www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹A.碰撞频率16Z：单位时间单位体积内反应分子相互碰撞的总碰撞数碰撞机会的数量级高达1029c

6、m－3·s－1不是每次碰撞都能发生化学反应只有极少数的碰撞才能发生反应www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹B.能量因素17活化分子(activatedmolecule)极少数分子具有较高的动能并能发生有效碰撞活化能(activationenergy)Ea活化分子所具有的最低能量与分子的平均能量之差Ea=E′-E平单位：kJ·mol-1www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹气体分子能量分布曲线（1）18N：分子总数ΔN：具有动能E和（E+ΔE）区间之内的分子数EE+ΔE(ΔN/（NΔE）)×Δ

7、E=ΔN/NΔEΔN/N：动能E和E+ΔE区间之内的分子数在分子总数中所占的比值(曲线下的面积为1)Ea=E′-E平www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹气体分子能量分布曲线（2）19Ea’活化能减小，活化分子增加，反应速率加快www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹活化能与反应速率20温度一定时Ea↑，活化分子分数↓，发生有效碰撞的次数↓，反应速率↓Ea↓，活化分子分数↑，发生有效碰撞的次数↑，反应速率↑活化能——化学反应的阻力www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹能量因子21

8、f称为能量因子，f越大，活化分子分数越大，反应越快Ec（E′）称为临界能或阈能www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院许贯虹临界能（阈能）22Ec（E′）是能发生有效碰撞的活化分子所具有的最低能量，称为临界能或阈能Ec越高，活化分子所占比例越小，f越小，反应速率越慢www.njmu