化学反应速率(5).ppt

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1、第七章化学反应速率RateofaChemicalReaction内容提要化学反应速率的表示方法反应机理和元反应简单反应与复合反应元反应与反应分子数质量作用定律与速率方程式具有简单级数的反应及其特点一级反应二级反应零级反应内容提要化学反应速率理论简介碰撞理论与活化能过渡态理论简介温度对化学反应速率的影响Arrhenius方程式温度对化学反应速率影响的原因催化剂对化学反应速率的影响催化剂及催化作用催化作用理论生物催化剂-酶教学基本要求掌握反应速率、元反应、速率控制步骤、有效碰撞、活化分子、活化能、反

2、应分子数、反应级数、催化剂的概念。熟悉化学反应速率方程式及质量作用定律的含义。掌握一级反应的特征及计算。熟悉温度对化学反应速率的影响，了解催化作用。第一节化学反应速率的表示方法一、化学反应速率(rateofachemicalreaction)定义：单位体积内反应进度随时间的变化率。单位：molL-1时间-1速率皆为正值，化学计量数νB对反应物取负值、对产物取正值。例：N2+3H22NH3第一节化学反应速率的表示方法二、平均速率三、瞬时速率用不同的物质，反应速率不同，反应进度相同。第二节反应机

3、理和元反应一、简单反应与复合反应简单反应：由一步完成的反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)复合反应：经过多步完成的反应例：H2(g)+I2(g)=2HI(g)由两步组成I2(g)=2I(g)H2(g)+2I(g)=2HI(g)第二节反应机理和元反应一、简单反应与复合反应反应机理：化学反应进行的实际步骤，即实现化学反应的各步骤的微观过程。例：总反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)I2(g)=2I(g)快反应H2(g)+2I(g)=2HI(g)慢反应慢反应限制了整个复合反应的速

4、率，故称速率控制步骤。第二节反应机理和元反应二、元反应和反应分子数元反应(elementaryreaction)：一步就能完成的化学反应。反应分子数(molecularityofreaction)：元反应中反应物微粒数之和。单分子反应I2(g)=2I(g)双分子反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)三分子反应H2(g)+2I(g)=2HI(g)由于四分子同时相遇的机会极小，更高分子数的反应没有出现第二节反应机理和元反应三、质量作用定律与速率方程式质量作用定律(lawofmassa

5、ction)温度一定时，元反应的反应速率与各反应物浓度以计量系数为指数的幂的乘积成正比：aA+bB→dD+eEv=kca(A)cb(B)例如v=kc(NO2)c(CO)第二节反应机理和元反应三、质量作用定律与速率方程式反应速率方程式：表示反应物浓度与反应速率之间定量关系的数学式称为反应速率方程式。对元反应，根据质量作用定律可直接写出速率方程式：如上例v=kc(NO2)c(CO)一般地aA+bB→dD+eEv=kca(A)cb(B)反应分子数=a+b第二节反应机理和元反应对复合反应，速率方程式需由

6、实验测出。如反应实验证明v仅与c(N2O5)而不是与c2(N2O5)成正比v=kc(N2O5)研究表明上述反应分3步进行。一般地aA+bB→dD+eEv=kcm(A)cn(B)第二节反应机理和元反应反应级数(reactionorder)反应：aA+bB→dD+eEv=kcm(A)cn(B)m—A的反应级数n—B的反应级数总的反应级数=m+n注意，简单反应：反应分子数=反应级数；m≠a或（和）n≠b，复合反应；m＝a且n＝b，不一定是元反应。第二节反应机理和元反应反应级数与反应分子数的比较反应级数

7、反应分子数使用范围任何反应元反应取值整数、分数或负数1，2，3与反应物系数和的关系不一定相等相等第二节反应机理和元反应反应速率常数(rateconstant)反应：aA+bB→dD+eEv=kcm(A)cn(B)k称为速率常数。与反应物浓度无关，与反应物本质及温度有关。k的物理意义：k在数值上等于各反应物浓度均为1mol·L-1时的反应速率，故又称为比速率。相同条件下，k愈大，表示反应的速率愈大。k的量纲则根据速率方程式中浓度项上幂次的不同而不同。第三节具有简单级数的反应及其特点一、一级反应(r

8、eactionofthefirstorder)公式推导：当时间由0→t,则浓度c0→ck的单位：(时间)-1以lnc~t作图得一直线，斜率为-k-(lnc–lnc0)=kt第三节具有简单级数的反应及其特点半衰期（half-life，t1/2）定义：反应物反应掉一半所需要的时间。特点：t1/2与起始浓度c0无关。第三节具有简单级数的反应及其特点例：反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)服从速率方程式v=kc(N2O5)。设某温度时k=l.68×10-2s-1，如在一个5.00L的容器中放