吴英绵《基础化学》电子教案06.ppt

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1、第六章化学反应速率前页后页首页第二节　化学反应速率理论简介第一节　化学反应速率的表示及测定学习目标第三节　浓度对反应速率的影响课后习题第四节　温度对化学反应速率的影响首页高等教育出版社高等教育电子音像出版社学习目标：了解反应速率与温度的一般关系;能利用反应速率理论解释各种因素对反应速率的影响。理解化学反应速率、化学反应机理、基元反应、有效碰撞、活化分子、活化能、活化络合物、速率常数、反应分子数、反应级数、半衰期、催化剂等基本概念。掌握基元反应质量作用定律及其特征；掌握Arrhenius方程的各种形式及其应用；掌握一级反应、

2、二级反应和零级反应的特征。学会利用反应特征判断反应级数。高等教育出版社高等教育电子音像出版社研究化学反应，既要研究反应的可能性，又要研究反应的现实性。化学热力学能够准确地预测反应的可能性及自发进行的方向。然而有些反应，根据热力学判断是自发的，但由于反应速率很慢，几乎观测不到反应的进行。这个任务则由化学动力学来解决。化学动力学主要是研究浓度、压力、温度、催化剂等各种因素对反应速率的影响。通过化学动力学的研究，可知如何控制反应条件，提高主反应的速率，抑制或减慢副反应的速率，以减少原料的消耗，减轻分离操作的负担、提高产品的产量和质量，

3、还可以提供如何避免危险品的爆炸和材料的腐蚀、产品的老化和变质等方面的知识。思考：高等教育出版社高等教育电子音像出版社第一节　化学反应速率的表示及测定一、化学反应速率的表示方法化学反应速率：表示化学反应快慢程度的物理量。即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。用不同物质的浓度变化量表示反应速率，它们之间的关系为瞬时速率是缩短时间间隔，令△t趋近于零时的速率通常所说的反应速率，一般是指瞬时速率。高等教育出版社高等教育电子音像出版社二、反应速率的测定对于在T、V恒定条件下的某均相反应，由实验测出各不同时间t时，某

4、反应物A的浓度CA，或某产物E的浓度，则可绘出如下图所示的c-t曲线。某时间t时曲线的斜率。，分别为反应物A的消耗速率和产物E的生成速率。由此可见，反应速率的测定问题，实际就是在各个不同时间t时，任一反应组分的浓度测定问题。浓度的测定有化学法和物理法。高等教育出版社高等教育电子音像出版社第二节　化学反应速率理论简介一、有效碰撞理论1.有效碰撞碰撞理论认为：反应物分子要发生化学反应的前提是它们的分子必须互相碰撞。但并不是反应物分子的每项碰撞都能发生反应。由气体分子运动理论计算得出：在标准状况下每秒钟每升体积分子间的碰撞可达102

5、3次，甚至更多，倘若每次碰撞都能反应，则所有化学反应都会在瞬间(10-28秒)完成，但事实并非如此。分子发生有效碰撞必须同时具备两个条件：①碰撞的两分子要有足够的能量，如动能，这样才能克服外层电子之间的斥力而充分接近，从而打破原有的化学键形成新分子；②碰撞的两分子必须具有适当的方位，要恰好碰在能起反应的部位上，才能发生旧键的断裂和新键的形成。继续点击高等教育出版社高等教育电子音像出版社在CO分子与NO2分子碰撞时，只有CO分子中的碳原子与NO2分子中的氧原子迎头相碰时才可能发生反应，见左下图。2.活化能将能够发生有效碰撞的分子

6、称为活化分子，通常它只是分子总数中的一小部分。活化分子具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差称为活化能，用符号Ea表示，常用单位是KJ/mol。气体分子能量分布曲线见图6-3，是把具有一定动能间隔(△E)的分子数(△N/N)与动能间隔之比作纵坐标，分子的动能作横坐标。高等教育出版社高等教育电子音像出版社二、过渡态理论简介美国科学家艾林(Eyring)等人提出了过渡态理论。该理论认为：化学反应并不是通过反应物分子间简单的碰撞完成的，而是具有足够能量的两个分子相互接近时，分子中旧键消弱，新键逐渐形成，生成一个很不稳定的活化络合物，

7、活化络合物既可以分解成产物，也可以分解成反应物。反应过程可表示如下：其反应过程的势能变化如下图。活化能是影响化学反应速率的内因，但外界条件改变时，化学反应速率也将随之改变。影响反应速率的外界条件主要有三个：浓度、温度和催化剂。高等教育出版社高等教育电子音像出版社第三节　浓度对反应速率的影响一、基元反应和复合反应许多化学反应并不是按照化学计量式所表示的那样，由反应物直接转变成产物的。将反应物分子经过有效碰撞一步转化为产物的反应叫做基元反应也称为简单反应或元反应。由两种或两种以上基元反应所组成的总反应称为非基元反应或复合反应。高等

8、教育出版社高等教育电子音像出版社二、基元反应的速率方程——质量作用定律速率方程式：表示反应速率和反应物浓度之间定量关系的数学表达式。总结：一定温度下，基元反应的反应速率与反应物浓度的幂次方乘积成正比，其中各浓度的幂指数就是反应式中各相应物质分子式