三章节化学反应速率和限度RateofChemicalReaction课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《三章节化学反应速率和限度RateofChemicalReaction课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 章节 化学反应 速率 限度 RateofChemicalReaction 课件
- 资源描述:
-
1、 第三章第三章 化学反应速率和限度化学反应速率和限度 Rate of Chemical Reaction&Chemical Equilibrium 本章学习要求本章学习要求1.掌握化学反应速率和化学反应速掌握化学反应速率和化学反应速 率方程式,掌握质量作用定律率方程式,掌握质量作用定律2.掌握反应速率常数、反应级数掌握反应速率常数、反应级数3.了解反应速率理论了解反应速率理论4.掌握温度与反应速率常数的关系,掌握温度与反应速率常数的关系,了解活化能了解活化能5.5.掌握标准平衡常数(掌握标准平衡常数(K K)的意义)的意义 及有关化学平衡的计算及有关化学平衡的计算6.6.了解化学反应等温方程的
2、意义了解化学反应等温方程的意义,掌掌 握握r rG Gm m与与K K的关系式。的关系式。7.7.掌握浓度、压力、温度对化学平掌握浓度、压力、温度对化学平 衡移动的影响衡移动的影响3.1.化学反应速率化学反应速率 Rate of Chemical Reaction 化学反应速率是指在一定条件化学反应速率是指在一定条件下反应物转化为生成物的速率,通常下反应物转化为生成物的速率,通常用单位时间内反应物浓度的减小或生用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。成物浓度的增加来表示。1.1.瞬时速率瞬时速率dtdctct/lim0反应刚开始时,速率大,然后不断减小,故反应刚开始时,速率大,然
3、后不断减小,故瞬时速率体现了反应速率变化的实际情况。瞬时速率体现了反应速率变化的实际情况。dc(P)dc(R)反应反应 a A+d D =g G+h Hdtdchdtdcgdtdcddtdca)H(1)G(1)D(1)A(1dtdVdtdnV11BB反应速率表示为反应速率表示为体积不变的反应体系体积不变的反应体系2.2.反应机理反应机理 mechanism of reaction基元反应基元反应 elementary reaction 反应物分子一步直接转化反应物分子一步直接转化为生成物分子的反应为生成物分子的反应非基元反应非基元反应 (复杂反应复杂反应complex reaction)反应机
4、理反应机理(反应历程)(反应历程)化学反应所经历的途径称为反应化学反应所经历的途径称为反应机理机理(mechanism of reaction),或反,或反应历程。化学动力学研究的重要任务应历程。化学动力学研究的重要任务之一就是研究反应机理,确定反应历之一就是研究反应机理,确定反应历程,深入地揭示反应速率的本质,这程,深入地揭示反应速率的本质,这在理论上和实践中都有重要意义。在理论上和实践中都有重要意义。例如反应例如反应 2N2O5=4NO2+O2是由三个步骤组成的复杂反应:是由三个步骤组成的复杂反应:(1)(2)(3)这三个基元反应的组成表示了总反应经这三个基元反应的组成表示了总反应经历的途
5、径。历的途径。23252OONON 慢NONOON232快252NO3NOON 慢 3.3.速率方程和速率常数速率方程和速率常数质量作用定律质量作用定律 law of mass action 一定温度时,一定温度时,基元反应基元反应的反应速率的反应速率与各反应物浓度系数次方的乘积成正比与各反应物浓度系数次方的乘积成正比.即基元反应即基元反应 a A+d D =g G+h H的速率方程为的速率方程为:(D)(A)(B)1Bdackcdtdc k的大小与反应物浓度无关的大小与反应物浓度无关只与反应的本性和温度、催化剂有关只与反应的本性和温度、催化剂有关 k:速率常数:速率常数 constant o
6、f reaction 对于复杂反应:对于复杂反应:若已知反应机理,可根据定速步若已知反应机理,可根据定速步骤书写速率方程式骤书写速率方程式.如如 2NO(g)+Br2(g)=2NOBr(g)的的反应机理为:反应机理为:(1)NO+Br2=NOBr2 (慢慢)(2)NOBr2+NO=2NOBr (快快)则速率反程为则速率反程为 =kc(NO)c(Br2)根据实验数据来设定并求解速率根据实验数据来设定并求解速率方程方程 例例 有一化学反应有一化学反应:a A+b B=c C,在在 298K时将时将A、B溶液按不同比例混合溶液按不同比例混合,得到下列实验数据:得到下列实验数据:c(A)(mol.L-
7、1)0.10 0.20 0.10 c(B)(mol.L-1)0.10 0.10 0.20 (mol.L-1.s-1)0.012 0.024 0.048 求该反应的速率方程式和速率常数求该反应的速率方程式和速率常数k.解:解:与与c(A)成正比,成正比,与与c(B)的平方成正比的平方成正比 =kc(A)c 2(B)k=1.2 mol-2.L2.s-14.反应级数反应级数 order of reaction 化学反应化学反应的反应速率与各反应的反应速率与各反应物浓度某次方的乘积成正比物浓度某次方的乘积成正比.=k c a a(A)c b b(B)速率方程式中,某反应物浓度速率方程式中,某反应物浓度
8、的方次的方次(a a或或b b )称为该称为该反应物的反应物的级数级数,各反应物浓度方次之和,各反应物浓度方次之和(a a+b b+)称为该称为该反应的级数反应的级数 反应级数是由实验测定的。反应级数是由实验测定的。反应级数可以是正数、负数、反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零整数、分数或零.有的反应无法用简单的数字来有的反应无法用简单的数字来表示级数表示级数。=k 零级反应零级反应 =kc(A)一级反应一级反应 =kc(A)c(D)二级二级反应反应,对对A和和D各为各为一级一级 =kc2(A)c(D)三级三级反应反应,对,对A为二级,为二级,对对D为为一级一级 =kc-2(A)c(D)负
9、一级负一级反应反应 =kc1/2(A)c(D)1.5级级反应反应 =kc(A)c(D)/1-c1/2(D)无简单级数无简单级数 级数级数 k 的量纲的量纲 零级零级 浓度浓度.时间时间-1 一级一级 时间时间-1 二级二级 浓度浓度-1.时间时间-1 三级三级 浓度浓度-2 .时间时间-1速率常数速率常数k 的量纲与反应的级数有关的量纲与反应的级数有关3.2 3.2 温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响 TrTrTrTrTr1.van,t Hoff 规则规则 温度每升高温度每升高10C,反应速率加反应速率加快快24倍倍 kt+10/kt=24=g g kt+n10/kt=g g n2.Ar
10、rhenius 公式公式反应速率反应速率 k 的对数与温度的对数与温度 T 的倒的倒数有线性关系数有线性关系/RTEaAekCTREka1ln或或)11(ln2112TTREkkaEa:活化能活化能 解:根据解:根据Arrhenius公式得公式得:Ea=528.9kJ/mol例例 已知某反应在已知某反应在35时的反应时的反应速率比速率比25 时快两倍时快两倍,试求该反试求该反应的活化能应的活化能.3081298131482ln.Ea3.3.活化能活化能 activation energy 反应体系中能量较高且反应体系中能量较高且能发生反应的分子称为能发生反应的分子称为活活化分子化分子,活化分子
11、的最低,活化分子的最低能量与体系中分子的平均能量与体系中分子的平均能量之差称为能量之差称为活化能活化能 Ea 3.3 反应速率理论简介反应速率理论简介 1.碰撞理论碰撞理论 collision theory (1)反应物分子的相互碰撞是反应)反应物分子的相互碰撞是反应进行的先决条件,反应速率与碰撞频进行的先决条件,反应速率与碰撞频率成正比。率成正比。(2)不是分子间每一次碰撞都能发)不是分子间每一次碰撞都能发生化学反应,只有能量足够大的生化学反应,只有能量足够大的“分分子对子对”相碰才是有效碰撞。相碰才是有效碰撞。(3)分子碰撞时必须处于有利方位)分子碰撞时必须处于有利方位才能发生有效碰撞。才
12、能发生有效碰撞。/RTEcePZk2.过渡态理论过渡态理论 transition state theory 化学反应不是通过化学反应不是通过反应物分子的简单碰反应物分子的简单碰撞而完成的撞而完成的,反应物反应物分子在相互接近时必分子在相互接近时必须先经过一个中间过须先经过一个中间过渡状态渡状态,即形成一种即形成一种活化配合物活化配合物,然后再然后再转化为产物。转化为产物。EaEaA+BCAB+CA B C势能A+BCABC 过渡态过渡态AB+C快快慢慢3.4 催化剂催化剂 catalyst1.催化剂和催化作用催化剂和催化作用 能改变反应的速率,能改变反应的速率,而而其其本身的数量和化学性质基本
13、不本身的数量和化学性质基本不变的物质,称为变的物质,称为催化剂催化剂。1)催化剂能加快反应速率是由)催化剂能加快反应速率是由于催化剂改变了反应历程,降于催化剂改变了反应历程,降低低 反应活化能。反应活化能。2)催化剂只能加速热力学上可)催化剂只能加速热力学上可能进行的反应,催化剂不能改能进行的反应,催化剂不能改变反应的自发性。变反应的自发性。3)催化剂同时改变正逆反应的)催化剂同时改变正逆反应的速率,缩短达到平衡所需的时间。速率,缩短达到平衡所需的时间。催化剂不改变化学平衡状态催化剂不改变化学平衡状态.4)催化剂有选择性。)催化剂有选择性。5)在催化剂或反应体系中加入在催化剂或反应体系中加入少
14、量杂质常常可以强烈的影响催少量杂质常常可以强烈的影响催化剂的作用,这些杂质起助催化剂化剂的作用,这些杂质起助催化剂或毒物的作用。或毒物的作用。酶作为一种特殊的生物催化剂,除酶作为一种特殊的生物催化剂,除上述特点外,还具有以下特异性:上述特点外,还具有以下特异性:1)催化效率高)催化效率高 2)反应条件温和)反应条件温和 3)高度选择性)高度选择性2.酶酶 enzyme3.5 可逆反应与化学平衡可逆反应与化学平衡 化学平衡化学平衡 Chemical equilibrium 对于一可逆反应,在一定条件下,当对于一可逆反应,在一定条件下,当正、逆反应速率相等时,反应体系中各正、逆反应速率相等时,反应
展开阅读全文