化学反应速率(5)

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1、第4章化学反应速率4-1反应速率的定义4-2反应速率与反应物浓度的关系4-3反应机理4-4反应物浓度与时间的关系4-5反应速率理论简介4-6温度对化学反应速率的影响4-7催化剂与催化反应简介热力学解决了化学反应的可能性问题,自发过程是否一定进行得很快?实际上,反应速率相当慢!实际上,反应速率相当快!热力学---可能性动力学---现实性化学是研究物质变化的科学。化学家们要了解一个新物质是怎样由反应物生成的，了解化学反应的速度和如何控制反应速率是非常重要的。在食物迅速腐败的过程中哪些因素是主要的？是什么决定钢锈蚀的速度？如何设计牙齿填料？哪些因素控制汽车发动机中燃

2、料的燃烧速度？这些都是化学动力学的研究范畴。化学反应的速率是以单位时间内浓度的改变量为基础来研究的.化学反应速率的单位为:Mol·dm-3·s-1mol·dm-3·min-1mol·dm-3·h-14-1-1平均速率4-1反应速率的定义平均速率瞬时速率r(NO2)=Δc(NO2)Δtr(N2O5)=正值-Δc(N2O5)Δt2N2O54NO2+O2平均速率例如，340K时N2O5的热分解反应：时间min-1c(N2O5)mol·L-1r(平均）00.1600.04710.1130.03320.0800.02430.0560.01640.0402N2O54NO2

3、+O2其反应速率可表示为(mol·dm-3·s-1)r(N2O5)=-Δc(N2O5)/Δt=1.510-3r(NO2)=Δc(NO2)/Δt=3.010-3r(O2)=Δc(O2)/Δt=0.7510-31/2r(N2O5)=1/4r(NO2)=1/1r(O2)2N2O54NO2+O2反应速率可选用反应体系中任一物质浓度的变化来表示，因为反应时各物质变化量之间的关系与化学方程式中计量系数间的比是一致的。=1atc(A)=1btc(B)1htc(H)=1gtc(G)aA+bB=gG+hH――1ar(A)=1b1h1gaA+bB=gG+hH

4、r(B)=r(H)r(G)=为了准确地表示某时间t时的反应速率，需要用在某一瞬间进行的瞬时速率r来表示。时间间隔越短，反应的平均速率就越趋近于瞬时速率。只有瞬时速率才代表化学反应在某一时刻的真正速率。4-1-2瞬时速率瞬时速率是Δt趋近于0时，平均速度的极限。y’=dy/dx=tg(切线的斜率)ON1.3×10-47.7×10-5y’=dy/dx=tg(切线的斜率)=dc(NO)dtΔtr(NO)=limΔt0Δc(NO)NO2+CONO+CO2=1adt-dc(A)=1bdt-dc(B)1hdtdc(H)=1gdtdc(G)aA+bB=gG+hH用各组

5、分浓度变化表示的反应速率之比，等于各自计量系数绝对值之比。=1adt-dc(A)1bdt-dc(B)=ab-dc(B)-dc(A)例：340K时，将0.16molN2O5放在1L容器中，测定浓度随时间变化的数据于下表：作图法确定化学反应瞬时速率2N2O54NO2+O2N2O5的分解反应的速率(340K)时间/min（N2O5）/M00.16010.11320.08030.05640.040对于气相反应来说，化学反应速率尚可用分压的变化来表示。4-2-1速率方程4-2-2反应级数4-2-3速率常数k4-2反应速率与反应物浓度的关系4-2-1速率方程表N2O5的分

6、解反应的速率(340K)时间/min（N2O5）/Mr(瞬时速率)00.1600.05610.1130.03920.0800.02830.0560.02040.0400.0142N2O54NO2+O2r=kC(N2O5)2N2O54NO2+O2！速率方程的各个指数(m,n)，不一定是计量方程式中反应物前的系数。反应速率与浓度之间的关系一般表示为：r=kC(A)mC(B)n速率方程aA+bB=gG+hH对于一般的化学反应对于反应2N2O54NO2+O2反应速率方程r=kC(N205)k,速率常数，当C（N2O5)=1M时,r=kK的物理意义:单位浓度时的反应速率

7、。速度方程式中，反应物浓度的指数m、n分别称为反应物A和B的反应级数，各组分反应级数的代数和称该反应的总反应级数(不一定是整数)。反应级数=m+n4-2-2反应级数aA+bB=gG+hH速率方程：r=kC(A)mC(B)nm+n12233/222零级反应，反应速率与反应物浓度无关。速率方程：r=k二级反应，反应速率与反应物浓度的平方成正比。一级反应，反应速率与反应物浓度的一次方成正比。速率方程：r=kC(A)mC(B)n反应级数不一定与计量系数相符合，因而不能直接由反应方程导出反应级数。可见，反应级数的大小，表示浓度对反应速率的影响程度，级数越大，速率受浓度的

8、影响越大。4-2-3速率常数k速率方程