第三章化学动力学基础ppt课件.ppt

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1、§3.1化学反应速率的概念第三章化学动力学基础§3.5催化剂和催化作用§3.4反应速率理论和反应机理简介§3.3温度对反应速率的影响—Arrhenius方程§3.2浓度对反应速率的影响—速率方程§3.1化学反应速率的概念3.1.1平均速率和瞬时速率3.1.2定容反应速率某一有限时间间隔内浓度的变化量。3.1.1平均速率和瞬时速率2NO2(CCl4)+O2(g)例：N2O5(CCl4)1.平均速率时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极限。2.瞬时速率经过A点切线斜率的负数为2700s时刻的瞬时速率。

2、3.1.2定容反应速率2NO2(CCl4)+O2(g)例：N2O5(CCl4)r——定容条件下的反应速率(mol·L-1·s-1)对于一般的化学反应：aA(aq)+bB(aq)yY(aq)+zZ(aq)对于定容的气相反应：溶液中的化学反应：§3.2浓度对反应速率的影响—速率方程3.2.1化学反应速率方程3.2.3浓度与时间的定量关系3.2.2由实验确定反应速率方程的简单方法—初始速率法40℃，CCl4中N2O5分解反应的r:c(N2O5)3.2.1化学反应速率方程N2O5的分解速率与N2O5浓度

3、的比值是恒定的，即反应速率r与c(N2O5)成正比。可见：对于一般的化学反应：α,β—反应级数：若α=1，A为一级反应；β=2，B为二级反应，则α+β=3，总反应级数为3。α，β必须通过实验确定其值。通常α≠a,β≠b。k—反应速率系数：零级反应mol·L-1·s-1；一级反应s-1；二级反应(mol·L-1)-1·s-1；k不随浓度而变，但受温度的影响，通常温度升高，k增大。例如：反应的有关实验数据如下：3.2.2由实验确定反应速率方程的简单方法—初始速率法该反应的速率方程：对NO而言是二级反

4、应，对H2而言是一级反应。试问如何求出反应速率系数？3.2.3浓度与时间的定量关系(自学)零级、一级、二级反应的速率方程总结：*仅适用于只有一种反应物的二级反应。*t1/23.3.1Arrhenius方程§3.3温度对反应速率的影响—Arrhenius方程3.3.3对Arrhenius方程的进一步分析3.3.2Arrhenius方程的应用k与温度有关，T增大，一般k也增大，但k~T不是线性关系。反应速率方程3.3.1Arrhenius方程k和cB影响反应速率。lnk-1/T图Arrhenius方

5、程：k-T图k-T关系图：直线的截距为ln{k0}。直线的斜率为，指数形式：k0—指前参量Ea—实验活化能，单位为kJ·mol-1。1.已知T1—k1，T2—k2，求Ea通常活化能的数值在40~400kJ·mol-1之间，多数为60~250kJ·mol-1。两式相减，整理得到：3.3.2Arrhenius方程的应用2.由Ea计算反应速率系数例题：N2O5(g)2NO2(g)+1/2O2(g)已知：T1=298.15K,k1=0.469×10-4s-1T2=318.15K,k2=6.29×10-4

6、s-1求：Ea及338.15K时的k3。2.温度升高，k增大，一般反应温度每升高10℃，k将增大2~10倍；3.3.3对Arrhenius方程的进一步分析1.在，Ea处于方程的指数项中，对k有显著影响，在室温下，Ea每增加4kJmol-1，k值降低约80%；4.对不同反应，升高相同温度，Ea大的反应k增大的倍数多，因此升高温度对反应慢的反应有明显的加速作用。3.根据对同一反应，升高一定温度，在低温区反应的k增加的倍数较多，因此对于原本反应温度不高的反应,可采用升温的方法提高反应速率；3.4.1碰

7、撞理论§3.4反应速率理论和反应机理简介3.4.4反应机理与元反应3.4.3活化能与反应速率3.4.2活化络合物理论以气体分子运动论为基础，主要用于气相双分子反应。例如：反应发生反应的两个基本前提：发生碰撞的分子应有足够高的能量碰撞的几何方位要适当3.4.1碰撞理论能够发生反应的碰撞为有效碰撞。能够发生有效碰撞的分子为活化分子。气体分子的能量分布和活化能EcEEk—以量子力学对反应过程中的能量变化的研究为依据，认为从反应物到生成物之间形成了势能较高的活化络合物，活化络合物所处的状态叫过渡态。例如反

8、应：其活化络合物为，具有较高的势能Eac。它很不稳定，很快分解为产物分子NO2和O2。NOOOO3.4.2活化络合物理论(过渡态理论)化学反应过程中能量变化曲线E(Ⅰ)－反应物(始态)势能E(Ⅱ)－生成物(终态)势能正反应的活化能Ea(正)=Eac-E(Ⅰ)逆反应的活化能Ea(逆)=Eac-E(Ⅱ)ΔrHm=E(Ⅱ)-E(Ⅰ)=[Eac-Ea(逆)]-[Eac-Ea(正)]ΔrHm=Ea(正)-Ea(逆)Ea(正)＜Ea(逆)，ΔrHm＜0，为放热反应；Ea(正)＞Ea(逆)，Δr