高中化学选修四化学反应速率人教版课件.ppt

1、2022-12-312.1.1 化学反应速率的基本概念2.1.2 浓度对化学反应速率的影响2.1.3 温度对化学反应速率的影响2022-12-32v化学反应速率（）通常是用给定条件下单位时间内某反应物浓度的减少或某生成物浓度的增加来表示，符号常用表示。223322N3H2NHdc(NH)dc(N)dc(H)112dtdt3dt BB1ct平均速率瞬时速率单位molL-1s-12022-12-33tzctyctbctacddddddddZYBA对于一般的化学反应：aA +bB yY +zZtpdd1BB对于定容的气相反应2022-12-342022-12-35v基元反应（）反应物分子在碰撞中一步

2、直接转化为生成物分子的反应称为简单反应或基元反应，简称元反应。v质量作用定律（）1862-1879年，挪威化学家古德贝（Guldberg）和瓦格（Waage）总结出一个经验规律：基元反应的反应速率与反应物浓度（以方程式中化学计量数的绝对值为指数）的乘积成正比。2022-12-36v对一般的基元反应DGBAdgba)B()A(bacckk速率系数。同一反应k值与温度、溶剂和催化剂等有关，而与反应物的浓度无关。若反应物浓度均为单位浓度时的反应速率为k。k的单位因反应级数 n=a+b 值不同而异。单位molL-1s-1c单位mol L-12022-12-37反应实例反应级数速率常数单位C2H5Cl=

3、C2H4+HCl1s-1NO2+CO=NO+CO22(molL-1)-1s-12NO+O2=2NO23(molL-1)-2s-1k的单位为浓度1-n时间-12022-12-38 gOH2gNgH2gNO222k10732 试验编号12345)Lmol/(H12c)Lmol/(NO1-c)sLmol/(117109.76102.35103.16104.66102.3该反应的速率方程式为：()()22HNO=cck而不是 v=k c2(NO)c2(H2)2022-12-39222222222NOHNH OHH O2H O慢v反应机理（反应历程）组成复合反应的一系列元反应的步骤。O2HN2H2NO

4、222 2)H()NO(2cck实验得：快v该反应对NO是二级反应，对H2是一级反应。2022-12-310v对大多数化学反应，不管它是放热反应还是吸热反应，反应速率都随温度升高增大。例如在常温下H2和O2混合在较长时间内也不见水生成，而在 720 时，千分之一秒就发生反应并产生爆炸。又如，人们把食物放在冰箱中保鲜。高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-3111889,(k与T之间的定量关系)RTEAka-e反应活化能，单位kJmol-1自然对数的底，值为2.71828指前因子，是给定反应的特性常数，量纲与速率常数相同速率常数高中化

5、学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-312a-aaaa2211211 2 e ln(/)lnln11 lnERTkAEk ARTEkARTEEkTTkRTTRTT 指数式对数式即：或：直线的斜率为-Ea/R，截距为lnA高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-313 k-T 图 lnk-1/T 图高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-314v在301K时，鲜奶约4h变酸，而在278K的冰箱内，48h才变酸。设在该条件

6、下牛奶变酸的反应速率与变酸时间成反比，估算该条件下牛奶变酸反应的活化能。若室温从288K升高到298K，则牛奶变酸反应速率将发生怎样的变化？高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-31511a11a1221122112a121212molkJ75molJ75000448lnK301K278K278K301KmolJ314.8lnh4h48ln lnK278K301EEttTTTTREkkTT，高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-31621a22111211121T298K

7、T288KETTlnRTT75000J mol298K288K1.0518.314J molK288K298K2.9，高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-317对反应 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)；若有下列数据，计算其反应的活化能。T()T(K)1/T(K-1)k(s-1)ln(k)20 293 3.4110-3 2.0 10-5 -10.82 30 303 3.30 10-3 7.3 10-5 -9.53 40 313 3.19 10-3 2.7 10-4 -8.22 50 323 3.10 10-3 9.1 10

8、-4 -7.00 60 333 3.00 10-3 2.9 10-3 -5.84 高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-3184aln()1.210 K(1/)kTER Ea=-R(斜率)=-(-8.314JKmol-1)(-1.2 104 K)=1.0 105Jmol-1高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-319l 发生化学反应的前提是反应物分子间须相互碰撞；l 碰撞频率越高，反应速率越快；l 只有极少数能引起反应的碰撞，称为有效碰撞（）。l Ea为活化能（），能够引

9、起有效碰撞、能量超过Ea的分子为活化分子。Ea越高，反应速率越慢。l 碰撞的几何方位要适当。高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-320v活化络合物理论()或过渡态理论认为：反应物分子并不是只通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且经过这个过渡状态需一定的活化能，然后才分解成产物。高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-321反应物(始态)活化配合物 生成物(终态)(过渡状态)如 NO2+CO ONOCO NO+CO2+（）具有较高的势能E

10、高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-322高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-323E()反应物(始态)势能E()生成物(终态)势能正反应的活化能 Ea(正)=E E()逆反应的活化能 Ea(逆)=E E()rHm=E()E()=EEa(逆)EEa(正)rHm=Ea(正)Ea(逆)Ea(正)Ea(逆)，rHm 0，为放热反应；Ea(正)Ea(逆)，rHm 0，为吸热反应。高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12

11、-324v不同的化学反应的活化能大小不同，活化能可通过实验测定，也可通过计算得到。2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)，Ea=251kJmol-1HCl+NaOHNaCl+H2O，Ea20kJmol-1v一般反应的活化能在60250kJmol-1之间；v离子反应和沉淀反应的Ea都很小，反应速率大；v一般认为Ea小于63kJmol-1的为快速反应；v活化能小于40kJmol-1和大于400kJmol-1的反应都很难测定出。高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-325 活化分子总数活化分子分数分子总数v增大浓度(或气体压力)v升高

12、温度v降低活化能分子总数活化分子分数活化分子分数高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-326v催化剂（）即触媒，一种能改变化学反应速率，而本身的质量和组成在反应前后保持不变的物质。v能加快反应速率的催化剂称为正催化剂，简称催化剂。能减慢反应速率的催化剂称为负催化剂，常称为抑制剂或阻化剂。高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-327高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-328a-ae,lnlnERTEkAkART

13、 RTEEkkEEa,2a,112121a,21a,1ln lnmolkJ146molkJ254，v计算合成氨反应采用铁催化剂后在298K和773K时的反应速率各增加多少倍？设未采用催化剂时Ea,1=254 kJmol-1，采用催化剂后Ea,2=146 kJmol-1。v解：高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-3291812111312100.857.43K298KmolJ314.8molJ10)146254(ln298时，T712111312100.280.16K773KmolJ314.8molJ10)146254(ln773时

14、，T在高温区值增加较少高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-330格哈德埃特尔1936年10月10日生于德国斯图加特，1965年获得慕尼黑技术大学物理化学博士学位，现在德国马普学会弗里茨哈伯研究所从事研究工作。他是1988年以后获得诺贝尔化学奖的首位德国人。是与中国交往最密切的诺贝尔奖得主。（个人主页：http:/w3.rz-berlin.mpg.de/pc/PCarchive2.html）v 2007年10月10日，恰逢德国科学家格哈特埃特尔(Gerhard Ertl)71岁生日，因他在固体表面的化学过程研究中的贡献获得2007年

15、诺贝尔化学奖。埃特尔发明的研究方法，基于他对哈伯-博施法的研究，应用哈伯-博施法可以从空气中提取氮，具有重要的经济意义。埃特尔还对铂催化剂上一氧化碳氧化反应进行研究，这种化学反应主要发生在汽车催化剂中，以过滤汽车产生的废气。高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件高中化学选修四化学反应速率人教版PPT课件2022-12-331原理原理实物废气从汽车引擎是经过接触反应的转换到最小化环境损害2022-12-332汽车尾气净化催化器v反应在固相催化剂表面的活性中心上进行，催化剂分散在陶瓷载体上，其表面积很大，活性中心足够多，尾气可与催化剂充分接触。v当前 Pt、Pd、Ru 催化剂(CeO2 为助催化剂、耐高温陶瓷为载体)可使尾气中有害物质转化率超过 90%。2022-12-333v酶：动植物和微生物产生的具有高效催化性能的蛋白质。v酶催化反应的特点：高度的选择性；高度的催化活性；特殊的温度效应；反应条件温和。