高中化学竞赛 无机化学ppt课件.ppt

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1、第六章化学反应速率§4.1化学反应速率及表示方法§4.2基元反应和反应级数§4.3反应速率理论§4.4影响反应速率的因素§4.1化学反应速率及表示方法1.化学反应速率的概念化学反应速率，是指在一个特定的反应中，物质（反应物或生成物）的浓度随时间的变化率。所以具有“浓度•时间-1”的量纲。浓度常用物质的量浓度（mol/L）表示。时间单位视反应中反应快慢用秒(s)、分(min)、小时（h）表示。某一瞬间反应的实际速率，代表了化学反应的真正速率。根据实际数据作C—t曲线，曲线上某一点的斜率（求微分）即该瞬时的反应速率。应注意的是：①公式前要加“

2、±”号，随时间量增加用“＋”,随时间量减小，用“－”。②在同一化学反应中用不同的物质的浓度变化来表示反应速率时，其数值是不同的。在表示化学反应速率时，一定要注明是哪一种物质：aA+bB⇔cC+dD为了避免用不同物的浓质度变化表示反应速率而得到不同的数值，也可以用反应进度来定义反应速率。反应进度()的定义是：设B为反应中的某一反应物或生成物，则—物质B的反应系数；—反应进度为时反应物中物质B的物质的量（mol）;—反应进度为0时反应物中物质B的物质的量（mol）。反应进度随时间的变化率称为转化率，即转化速率，单位mol•s－1：按IUPAC

3、的推荐，用作为反应速率的另一种表示方法，其定义是：式中V为反应体系的体积，的单位（mol•L）。按上述定义，反应速率的量值意义物质B无关。对附反应物来说（前面加“－”），它是反应物的消耗速率；对生产物来说，它是生产物的生成速率。§4.2基元反应和反应级数1质量作用定律（也称反应速率定律）一定温度下：某基元反应aA+bB→cC+dD上式称速率方程式，式中k为反应速率常数，它取决于反应物的性质及温度，与反应物浓度无关。2.基元反应反应物分子只经过一步反应就直接转变为生产物分子，称为基元反应。实验证明质量作用定律只适用于基元反应，因为基元反应直

4、接代表了反应物分子间的相互作用。实验还表明：绝大多数反应都不是基元反应，是几个连续步骤的复合反应。质量作用定律可适用于其中每一步基元反应，但不适用于总反应，因为总反应代表的是以的总体计量关系，并不代表反应的真正历程。3.反应历程根据实验现象，从理论上推测的复合反应的各步反应（各基元反应），叫做反应历程（或反应机理）。反应历程是指组成一个复合反应的基元反应的序列。用速率方程验证反应历程，将多步反应中的最慢反应速率作为控制总速率的反应，并将该反应当作基元反应，然后用反应浓度来替换该速率方程中的中间体浓度，如果所得方程和速率方程一致，则上述历程

5、可能是正确的。4.反应的级数当基元反应为aA+bB→cC+dD时，在质量作用定律中，反应物浓度的指数（a、b）称为参加反应的各组分（A、B）的级数。基元反应的总级数（n）则是各反应物级数之和：n=a+b当n=0为“零级反应”；当n=1为“一级反应”，n=2为“二级反应”，其余类推。n可以为整数、分数，也可以是负数。应该注意的是：反应级数是由实验确定的。（1）零级反应的特征整个反应过程中反应速率为一常数，与反应物和反应经历的时间无关。B(反应物)→P(生产物)反应物浓度随时间的变化关系为(对上式积分):[B]=[B]0+kt式中：[B]0为

6、反应物B的起始浓度。零级反应不多，常见的零级反应是在固体表面发生的多相催化反应。如氨在金属钨（W）表面的分解反应。（2）一级反应的特征反应速率与反应物浓度的一次方成正比。B(反应物)→P(生产物)若以lg[B]~t作图可得到一条直线，其斜率为（－k/2.303），可求得k值，k的量纲为：时间－1。这就是一级反应所具有的基本特征之一。当反应物浓度消耗一半时所需要的时间称为反应的“半衰期”，这时[B]=[B]0/2;t=。一级反应的半衰期为：一级反应的半衰期与反应物浓度无关而与速率常数的二次方成正比。若反应物有两种，则反应速率与两种反应物浓度

7、的乘积成正比。（3）二级反应的特征反应速率与反应物浓度的二次方成正比。若反应物有两种，则反应速率与两种反应物浓度的乘积成正比。2B(反应物)→P(生产物)以～t作图可得到一条直线，其斜率为k§4.3反应速率理论1、碰撞理论2、过度状态理论1、碰撞理论（1）理论要点①化学反应发生的首要条件是反应物分子间必须相互品质碰撞。②并不是所有的反应物分子的相互碰撞都能发生化学反应，只有反应物分子的能量超过某一数值时，碰撞才能发生反应。③分子碰撞发生反应时，要求这些分子有适当的取向。（2）有效碰撞那些能够发生化学反应的碰撞。发生有效碰撞的分子与普通分子

8、的不同之处在于它们具有较高的能量。（3）活化分子与活化百分数具有较高能量的分子称为活化分子。活化分子占分子总数的百分率称为活化分子百分数，简称活化百分数。（4）活化能使具有平衡能量的普通分子变