第3章化学动力学ppt课件.ppt

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1、第3章化学反应速率与化学平衡化学反应速率化学反应速率定义及表示方法影响化学反应速率的因素：浓度，温度，催化剂化学反应速率理论化学平衡标准平衡常数化学反应商及化学反应等温方程式标准平衡常数的计算影响化学平衡移动的因素3.1化学反应速率定义及表示方法基本术语化学反应速率表示方法化学反应速率方程一、基本术语1、基元反应基元反应：能一步完成的化学反应（真实步骤）。基元反应又叫元反应、简单反应。复杂反应：多步完成的反应（含多个元反应）。复杂反应又叫非（基）元反应、总反应。定速步骤：复杂反应中反应速率最慢的一步反应。例如：H2(g)+I2(g

2、)=2HI(g)（总反应）第一步：I2(g)=2I(g)（快反应）第二步：H2(g)+2I(g)=2HI(g)（慢反应）第一步、第二步反应均为基元反应，第二步反应为定速步骤。例如：NO+O3→NO2+O22、反应分子数——基元反应中直接参加反应的物种（分子、原子、离子、自由基等）数目。单分子反应：SO2Cl2=SO2+Cl2双分子反应：NO2+CO=NO+CO2三分子反应：2NO2+H2=N2O+H2O3、反应历程——复杂反应的完成要经过若干个基元反应，这些基元反应代表了反应所经过的途径，动力学上称为反应历程或反应机理。总反应：B

3、r2+H2→2HBr反应历程：Br2+M→2Br+MBr+H2→HBr+HH+Br2→HBr+BrH+HBr→H2+BrBr+Br+M→Br2+MM：惰性物质，起到能量转移作用。二、化学反应速率的表示方法1、平均速率——单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。一段时间内的平均反应情况。取正值单位：mol·L-1·s-1或Pa·s-1。aA+bB→cC比速率：2、瞬时速率——单位体积反应体系中反应进度随时间的变化率。单位：mol·L-1·s-1或Pa·s-1。3、化学反应速率方程（1）反应速率与浓度的关系——化学反应速率方程υ

4、=f（c1，c2，…，cB，…）——化学反应动力学方程（2）反应级数nnB：组分B的级数。（3）k称为反应速率系数或比速率，其物理意义是各反应物的浓度均等于单位浓度时的反应速率。（4）k是有单位的。k单位与反应级数有关3.2影响化学反应速率的因素一、浓度对化学反应速率的影响1、质量作用定律一定温度下，基元反应速率与反应物浓度系数次幂的乘积成正比。基元反应：aA+bB=gG+hH速率方程：υ=k·ca(A)·cb(B)说明（1）仅适用于基元反应。（2）当C(A)=C(B)=1mol·L-1，称为速率常数，表示温度一定时，反应物浓度为

5、单位浓度时的反应速率。kc与温度、催化剂有关。（3）对于稀溶液中的反应，溶剂的浓度不必列入速率方程。对于固体或纯液体参加的反应，固体或纯液体的浓度不必列入速率方程。二、温度对化学反应速率的影响范特霍夫经验规则：浓度不变时，温度每升高10K，反应速率增加2~4倍。Arrhenius方程式：A：指前系数，与反应体系有关Ea：Arrenius活化能，单位：J·mol-1变化规律：（1）Ea一定，T升高，k增加。（2）Ea一定，A一定（同一反应），高温区，T升高，k增加的倍数小；低温区，T升高，k增加的倍数大；（3）T一定，忽略A的影响，

6、Ea大，k小；Ea小，k大；（4）T升高相同数值时，Ea大的反应，k增加倍数多；Ea小的反应，k增加倍数少。二、温度对化学反应速率的影响说明：(1)阿伦尼乌斯定律是经验公式，并不是非常精确。(2)阿伦尼乌斯定律的表述及对Ea、A的解释只适用于基元反应。(3)由于阿伦尼乌斯定律用速率系数代替反应速率，要求速率方程的形式不能改变。例【3-3】3.3化学反应速率理论一、分子碰撞理论(G.N.Lewis,1918)活化能(Ea)：活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差称为反应的活化能。只有活化分子之间的相互碰撞才能发生化学反应。有效

7、碰撞：在化学反应中，只有少数能量较高的分子碰撞时才能发生化学反应，我们把能发生反应的碰撞叫有效碰撞。活化分子：能发生有效碰撞的分子。通常反应的活化能40~400kJ·mol-1。反应的活化能越大，反应速率越小。二、过渡状态理论（活化络合物理论）用图解表示(EⅠ、EⅡ分别代表反应物和生成物分子的平均能量)：EⅠEⅡEacEa正Ea逆∆H图1Ea正=Eac-EⅠEa逆=Eac-EⅡ∆H=Ea正-Ea逆Ea正Ea逆∆H>0，吸热反应EacEⅡE

8、a逆∆H图2Ea正EI三、催化剂对化学反应速率的影响催化剂的定义：能显著改变反应速率，而在反应前后自身组成、数量和化学性质基本不变的物质。有正、负之分。正催化剂可加快反应速率；负催化剂可减慢反应速率。催化剂影响反应速率的解释：正催化剂的存在改变了反