第二章化学反应速率

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1、第二章化学反应速度和化学平衡学习目标●理解反应速率的概念、表示方法和反应速率方程；●理解并掌握浓度（或分压）、温度、催化剂对化学反应速率的影响并会应用；●掌握标准平衡常数的概念及表达式的书写；●掌握转化率的概念及有关计算和应用。●运用平衡移动原理说明浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响。●了解化学热力学基础知识化学反应速率表示的是化学反应进行的快慢，而化学平衡则可以表示反应的完全程度。在生产实践如化工生产中，通常希望反应快速完成、转化完全。相反，对于那些危害很大的化学变化，如食物的变质、铁的生锈、染料的褪色，以及橡胶的老化等，总是希望阻止或尽可

2、能延缓其发生，以减少损失。决定化学反应速率的主要因素是：反应物的化学性质，反应物浓度、温度、压力、催化剂、比表面积等条件；决定反应完全程度的主要固素是：系统各物质的化学性质、反应时各物质的浓度、系统的温度、压力等条件。2－1化学反应速度一个化学反应包括两方面意思：①反应的可行性，即一个化学反应能否反应；②反应的快慢问题，即要考虑一个化学反应的速率问题。各种反应进行的快慢程度极不相同，有的反应速率非常快，如炸药的爆炸、酸碱的中和反应；有的反应速率比较慢，如一些氧化还原反应；而有的反应几乎看不出其变化，如金属的自然氧化等。而且相同的反应，当条件不同

3、时，反应速率控制步骤也不相同。为了比较化学反应的快慢，首先必须确定反应速率的表示方法。化学反应速率是指在一定条件下，化学反应中反应物转变为生成物的速率。往往用单位时间内反应物或生成物浓度变化的正值（绝对值）表示。浓度的单位通常用mol/L，时间的单位可根据反应快慢采用s（秒）、min（分钟）、h（小时）、d（天）或a（年）等。一、化学反应速率速率方程又称动力学方程。它表明了反应速率与浓度等参数之间的关系或浓度等参数与时间的关系。速率方程可表示为微分式或积分式。1、反应速率的定义对某化学反应的计量方程为：只表示初始反应物与最终产物间的计量关系，总

4、的计量式中一般不出现反应中间物的反应。反应进度（extentofreaction）设反应为：2、转化速率的定义：单位时间内发生的反应进度。转化速率的数值与用来表示速率的物质B的选择无关，但与化学方程式的写法有关。通常的反应速率都是指定容反应速率，它的定义为：单位时间单位体积内化学反应的反应进度对任何反应：A的消耗速率Z的生成速率反应速率与消耗速率和生成速率各不同物质的消耗速率或生成速率，与各自的化学计量数的绝对值成正比，即二、影响化学反应速度的因素1.浓度对化学反应速度的影响(1)基元反应和非基元反应(2)基元反应的速度方程―质量作用定律当温度

5、一定时,基元反应的反应速度与反应物浓度系数次方的乘积成正比，这一规律称为质量作用定律。对于一般的基元反应：aA+bB＝cC+dD其速度方程式为：注意：①质量作用定律只适用于基元反应。②k不随反应物浓度的变化而变化，是温度的函数，其单位随反应级数不同而异。③多相反应中,固态反应物浓度不写入速度方程。如：C(s)+O2(g)=CO2,(3)非基元反应的速度方程对任何反应：各浓度的方次nA和nB等，分别称为反应组分A和B等的反应分级数，量纲为一。反应总级数n为各组分反应分级数的代数和：n=nA+nB+…反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零，有的反

6、应无法用简单的数字来表示级数。反应级数是由实验测定的。反应级数(orderofreaction)：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，则反应速率受浓度影响越大。2.温度对化学反应速度的影响Arrhenius在大量实验事实的基础上，给出了速度常数和温度之间的关系式：k=A·e－Ea/RT例对反应：C2H5Cl(g)→C2H4(g)+HCl(g)，A=1.6×1014s－1,Ea=246.6kJ·mol－1，求700K时的速度常数k。3.催化剂对化学反应速度的影响催化剂包括：正催化剂，负催化剂催化剂的作用主要是改变了反应的历程，降

7、低了反应的活化能，从而使反应速度增大。小结：正确使用质量作用定律，对非基元反应要会根据条件写出其速度方程。2－2化学反应速度理论简介*研究化学反应速率的理论大致有两种，即碰撞理论和过渡状态理论。一、碰撞理论1、有效碰撞碰撞理论绵主要论点如下，对于反应A+BAB参加化学反的物质的分子、原子或离子间必须进行碰撞才能发生反应。反应物分子碰撞的频率越高，反应速率就越快。当然，并不是每次碰撞都能发生化学反应，大多数的碰撞是无效的，并无化学反应发生，只有极少部分碰撞才能导致反应，这种碰撞叫做有效碰撞。而且，反应速率不公与碰撞频率有关，还与碰撞分子的能量因素

8、和方位因素有关。主要论点：(1)反应物分子间的相互碰撞是化学反应进行的先决条件，(2)碰撞中部分能发生反应的分子首先必须具备足够的能量，以克服分子无限