内蒙古民族大学无机化学吉大武大版-第4章化学反应的速率

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1、第4章化学反应速率PrimaryConceptionofChemicalReactionRate热力学只能说明化学反应的方向和限度，由于化学热力学不涉及反应时间，因此也不能告诉我们反应进行的快慢，即化学反应速率的大小。反应速度属于化学动力学范畴，本章主要介绍化学动力学的最基本知识，着重讨论化学反应速率及浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。初步了解化学反应速率、速率方程、碰撞理论、过渡状态理论和活化能概念；理解并会用浓度、温度、催化剂诸因素解释其对化学反应速率的影响；初步掌握阿仑尼乌斯公式的应用，会用其求算活

2、化能及某温度下的反应速率；理解反应分子数和反应级数的概念，会进行基元反应有关的简单计算；5.初步掌握零级、一级和二级反应的特征。本章教学要求§4-1化学反应速率的定义及其表示方法化学反应速率一定条件下单位时间内某化学反应的反应物转变为生成物的速率。对于均匀体系的恒容反应，习惯用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，而且习惯取正值。浓度单位通常用mol·L-1时间单位视反应快慢，可分别用秒(s)、分(min)或小时(h)等表示。这样，化学反应速率的单位可为：mol·L-1·s-1、mol·L-1

3、·min-1、mol·L-1·h-1…。反应速率又分为平均速率（平均比率）和瞬时速率（瞬比率）两种表示方法。平均速度某物质浓度的变化值Δc与反应前后所用时间Δt的比值称为平均速度，表示为：由于反应物的浓度是减少的,所以在变化值前加上负号以使速度的值为正值。瞬时速度当Δt趋近于0时的反应速度称为瞬时速度。V=——————或(Δc)产ΔtV=——————-(Δc)反ΔtV=lim——————=————(Δc)产Δt0ΔtdC产dtV=lim——————=-————-(Δc)反Δt0ΔtdC反dt不同物质表

4、示的反应速度间的关系对于一般反应：aA+bB=dD+eEV(A):V(B):V(D):V(E)=a:b:d:e显然，在这里用四种物质表示的速率之比是a:b:d:e，它们之间的比值为反应方程式中相应物质的化学计量系数比。用反应中的任何物质表示反应速率，数值上都是一样的。实际工作中如何选择，往往取决于哪一种物质更易通过实验监测其浓度变化。——=——=——=——V(A)V(B)V(D)V(E)abdeV(A)=——-dCAdt（余者类推）(－△c(H2O2)/△t)/mol·dm–3·s–1△c(H2O2)/mo

5、l·dm–3△t/sc(H2O2)/mol·dm–3t/s15.0×10-410.5×10-48.0×10-46.3×10-44.8×10-44.8×10-42.8×10-4－0.60－0.42－0.32－0.25－0.19－0.15－0.112.321.721.300.980.730.540.390.28400400400400400400400040080012001600200024002800反应的平均速率=－△c(H2O2)△t随着时间的推移，双氧水的浓度在减小！瞬时速率可用作图的方法得到，例如对

6、于反应（45℃）2N2O5→4NO2+O2反应的瞬时速率c(N2O5)/mol·dm-3V/mol·dm-3·s-10.905.4×10-40.452.7×10-4tcVdONd52)(-=V通过以上讨论，我们可以知道，化学反应速度实验测定的基本方法：（1）测定反应体系中某一组分在各个反应时刻的浓度（2）根据数据作被测组分的浓度─时间图（3）图中曲线上各点的斜率就是该点的反应速度N2O5分解反应速度（340K）实验要求：反应的速度不能太快，因为太快，浓度不能准确测定。

7、

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11、012340.160-0.12

12、0-0.080-0.040-V=斜率=———-ΔcΔt时间/min01234C（N2O5）/mol·L-10．1600．1330．0800．0560．040V/（mol·L-1·min-1）0．0560．0390．0280．0200．014§4-2反应速率理论简介（Briefintroductorytoreactionratetheory）2-1碰撞理论（Collisiontheory）1918年Lewis以气体分子运动论为基础提出对于反应化学反应的先决条件是反应物分子(或原子、离子)必须先发生碰撞，碰撞的

13、频率越高，反应的速率越大。能引起化学反应的碰撞称为有效碰撞，发生有效碰撞时形成的中间活化物分子称为活化分子，活化分子的平均能量（E*）与反应物分子的平均能（E）之差称为化学反应的活化能Ea（Activationenergy）Ea＝E*－E一般化学反应的活化能在60～250KJ·mol-1之间，活化能小于40KJ·mol-1的反应速度很快，一般方法不能测定其反应速度，活化能大于400KJ·mol-1的反应，反应速度