化学反应的速率方程式课件.ppt

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1、第3章化学反应速率反应进行的快慢、条件、机理化学反应的现实性反应能否发生及反应的限度化学反应的可能性化学反应中能量的变化化学反应速率化学动力学化学热力学3-5催化剂对化学反应速率的影响3-1化学反应速率及其表示方法3-2化学反应速率理论简介3-3浓度对化学反应速率的影响3-4温度对化学反应速率的影响3-1化学反应速率及其表示方法一、平均速率以生成物浓度增加的量表示时：取正号以反应物浓度减少的量表示时：取负号单位：mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1等用单位时间内反应物浓度减少的量或生成物浓度增加的量来表

2、示：平均速率例如N2O5在气相或CCl4溶剂中发生分解：在时间间隔Δt=t2–t1内，该反应的平均速率可以表示为：2N2O5=4NO2+O2这三个平均速率之间的关系是：对于任意反应：aA+bB=dD+eE用不同物质表示的平均速率之间有以下关系：二、瞬时速率瞬时速率当反应的时间间隔无限缩短时（Δt→0）的反应速率：瞬时速率的求得—实验作图法：由实验测得反应物或生成物的浓度随时间变化的相应数据，再以浓度对时间作图，可得c~t曲线。过曲线上某点作切线，则该切线斜率的负值，就等于反应在此对应时刻的瞬时速率。例如，在选定的实验条件下，测得H2O2分解

3、反应2H2O22H2O+O2在不同时间后H2O2的剩余浓度如表3-1所示：表3-1经历不同时间后H2O2的剩余浓度时间（min）020406080浓度（mol·L-1）0.800.400.200.100.050以H2O2浓度为纵坐标，时间为横坐标，绘制浓度随时间变化而变化的曲线，过曲线上任意一点做切线，其斜率为：∴曲线上任意一点的斜率的负值，就等于该点所对应时刻的反应瞬时速率。浓度与时间的关系对于任意反应：aA+bB=dD+eE用不同物质表示的瞬时速率之间有以下关系：3-2化学反应速率理论简介一、碰撞理论根据对一些简单气体反应的研究，并

4、以气体分子运动论为基础，提出了化学反应速率的碰撞理论。基本要点：（一）化学反应进行的先决条件是反应物分子间的相互碰撞。反应物分子间碰撞的频率越高，反应速率越快。碰撞理论有效碰撞：能发生反应的碰撞发生有效碰撞的分子或离子必须具备的条件：①要具有足够的能量②碰撞时要取合适的方向（二）大多数的碰撞并没有导致反应发生，能发生反应的碰撞只占极少数。CO+NO2=CO2+NO分子碰撞的不同取向（三）反应速率与活化能的关系活化分子：具有较高能量、能发生有效碰撞的分子。活化能：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反应的活化能，用符号Ea表示

5、。活化分子的最低能量所有分子的平均能量活化分子的最低能量所有分子的平均能量在一定温度下，活化能越小，活化分子分数越大，单位时间内有效碰撞次数越多，反应就进行得越快。活化分子的最低能量所有分子的平均能量温度升高，分子平均动能增加，假设活化能阀值不变，活化分子占整个分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞次数越多，反应就进行得越快。二、过渡状态理论例如反应：CO(g)+NO2(g)→CO2(g)+NO(g)当具有较高能量的NO2与CO分子互相以适当的取向充分靠近时，价电子云互相穿透，使原有的N…O键部分破裂，而新的C…O键部分形成，由此形成了一种活

6、化络合物O—N…O…C—O基本要点：（一）化学反应不是通过简单碰撞一步完成的，反应物在转化为生成物的过程中，要经过一个中间过渡状态。活化过程：由稳定的反应分子过度到活化络合物的过程活化能：活化过程所吸收的能量活化络合物中的价键处在旧键已被削弱、新键正在形成的不稳定状态。活化络合物一旦形成，会很快分解为生成物或反应物分子。（二）反应速率与活化能的关系活化络合物处于比反应物、生成物都高的能量状态（形成“能垒”）。反应物分子只有吸收足够的能量，才能越过“能垒”转化为生成物，反应才会发生。反应的活化能大，则反应进行时所必须越过的能垒就高，反应速率就

7、慢；反应的活化能小，则反应进行时所必须越过的能垒就低，反应速率就快。Question2所示反应图上哪一点代表反应中间产物？哪一点代表活化络合物？1234势能反应过程TheNobelPrizeinChemistry1986"fortheircontributionsconcerningthedynamicsofchemicalelementaryprocesses"YuanT.Lee(李远哲)创建交叉分子束法来研究反应分子动力学TheNobelPrizeinChemistry1999“forhisstudiesofthetransitions

8、tatesofchemicalreactionsusingfemtosecond(10-15s)spectroscopy”AhmedH.Zewail使用超短激光飞秒光学技术观察处