化学动力学基础2

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1、第7章化学动力学基础7-1化学反应速率7-2浓度对化学反应速率的影响7-3温度对化学反应速率的影响及阿仑尼乌斯公式7-4反应历程7-5碰撞理论和过渡态理论7-6催化剂对反应速率的影响7-1化学反应速率化学反应,有的进行得很快,例如爆炸反应、强酸和强碱的中和反应等，几乎在顷刻之间完成，有的则进行得很慢，例如岩石的风化、钟乳石的生长、镭的衰变等，历时千百万年才有显著的变化。有的反应，用热力学预见是可以发生的，但却因为反应速度太慢而事实上并不发生，如金刚石在常温常压下转化为石墨，在常温下氢气和氧气反应生成水等，这是由于，化学热力学只讨论反应的可能性、趋势与程度，却不讨论反应的速度

2、。化学反应速率一、平均速率与瞬时速率化学反应的平均速率是反应进程中某时间间隔（Δt）内参与反应的物质的量的变化量，可以用单位时间内反应物的减少的量或者生成物增加的量来表示，可用一般式表示为：rΞΙΔnB/ΔtІ式中的ΔnB是时间间隔Δt（Ξt终态-t始态）内的参与反应的物质B的物质的量的变化量（ΔnBΞn终-n始）。化学反应速率对于在体积一定的密闭容器内进行的化学反应，可以用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示，一般式为：rΞΙΔcB/ΔtІ式中ΔcB参与反应的物质B在Δt时间内发生的浓度变化。取绝对值的原因是反应速率不管大小，总是正值。化学反应速率只有在某

3、一瞬间的反应速度才代表化学反应在某一时刻的真正速度。我们通常说瞬时速率。瞬时速率是浓度随时间的变化率。7-2浓度对化学反应速率的影响一、速度方程和速度常数上面我们做c-t图可求得v我们再做v-c图则可得一直线。即v∝[N2O5]或v=k[N2O5]此式称为N2O5的反应速率方程,k为比例系数。即[N2O5]=1mol/Ｌ时,v=k。所以k的物理意义为单位浓度时的反应速度。k大则v大,k小则v小,k与浓度无关温度升高则k增大浓度对化学反应速率的影响例:340K时[N2O5]=0.160mol/L,v=0.056mol·L-1·min-1计算该反应的速度常数及N2O5浓度为0.

4、100mol/L时的v=?解:①由v=k[N2O5]∴k=v/[N2O5]=0.056/0.160=0.35(min-1)②v=k[N2O5]=0.35×0.100=0.035(mol·L-1·min-1)答:v=0.035mol·L-1·min-1浓度对化学反应速率的影响不同的化学反应有不同的速度方程和速度常数。只有通过实验才能得到,现在还没有一种理论来推导反应速度和速度常数。对于反应aA+bB===dD+eE其速度方程一般情况下可表示为:v=k[A]m·[B]nm、n分别表示A和B的浓度的指数,分别称为反应物A和B的反应级数。m+n该反应的总反应级数。浓度对化学反应速率

5、的影响如：2H2O2===2H2O+O2v=k[H2O2]m=1为一级反应S2O82-+2I-===2SO42-+I2v=k[S2O82-][I-]m=1,n=1,S2O82-、I-分别为一级反应m+n=2即整个反应为二级反应。4HBr+O2===2H2O+2Br2v=k[HBr][O2]m=1,n=1,m+n=2浓度对化学反应速率的影响2NO+2H2===N2+2H2Ov=k[NO]2[H2]NO为二级反应,H2为一级反应,总反应为三级反应。CH3CHO===CH4+COv=k[CH3CHO]3/2即为3/2级反应反应级数不一定是整数,可以是分数,也可以为零。级数为零的反

6、应叫零级反应。即浓度变化，速度不变。确定速度方程，必须以实验事实为依据。浓度对化学反应速率的影响例：有一化学反应aA+bB=C在298K时，将AB溶液按不同浓度混合。得到下列数据。A的初始浓度B的初始浓度初始速度（mol/l·s）1.01.01.2×10-22.01.02.3×10-24.01.04.9×10-21.01.01.2×10-21.02.04.8×10-21.04.01.9×10-1求其速率方程?浓度对化学反应速率的影响解：由v=k[A]m·[B]nv1=k×1m×1n=k=1.2×10-2v2=k×2m×1n=k×2m=2.3×10-2即:m=1v4=k×1m

7、×1n=1.2×10-2v5=k×1m×2n=4.8×10-2∴k×2n=4.8×10-22n=4.8×10-2/k=4=22∴n=2浓度对化学反应速率的影响例：制备光气反应按下式进行CO+Cl2===COCl2实验测得下列数据：实验顺序初浓度（mol/L）初速度（mol·L-1·s-1）COCl210.100.101.2×10-220.100.0504.26×10-330.0500.106.0×10-340.0500.0502.13×10-3求该反应的反应级数m+n和速度常数k?浓度对化学反应速率的影响解：由速度