化学浓度与化学反应速率的关系优秀PPT.ppt

化学浓度与化学反应速率的关系第1页，本讲稿共24页2、2、1 浓度与化学反应速率的关系1、基元反应与非基元反应 定义：例：O2+H(g)=HO(g)+O(g)基元反应 2NO+2H2 =N2+2H2O 非基元反应 2NO+H2 =N2+H2O2 （慢）H2O2+H2 =2H2 O（快）第2页，本讲稿共24页2、基元反应的速率方程式质量作用定律 （1）定律意义与表达式 对于基元反应 a A+b B =g G+d D v=k CAa CBb （2）特点：可以根据反应方程式直接写出表达式第3页，本讲稿共24页3、非基元反应的速率方程式 （1）定律意义与表达式 对于非基元反应 a A+b B+g G+d D+v=k CA CB （2）特点：式中、等指数是待定数；表达式不能直接根据反应式写出，必须由实验确定。（例 P33）2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)(V2O5催化剂)v=k c(CO)(实际为一级反应)第4页，本讲稿共24页4、反应级数与N 级反应 意义：分级数、级数 特点：值可为 0、正整数、分数或负数 取值与N 级反应第5页，本讲稿共24页5、速率常数 k I 意义：比例常数 II 影响因素：本性、温度、催化剂等、与反应物浓度大小无关。III 单位：（浓度）1-n （时间）-1 例：一级反应：k1 的 SI单位 S 1 二级反应：k2 的 SI单位 m3 mol1 s1 结论：k的单位随反应级数而定 IV k的大小实质：反应比速（意义）(数值相等、单位不同)V/v=k/k （v k 表示V、K 各自的单位）V 应用：常用来比较相同条件下不同反应 的速率大小或同一反应在不同温度、催化剂时的速率大小。第6页，本讲稿共24页 6、一级反应中反应物浓度、反应时间、速率常数的关系式 (1）表达式：对于一级反应：v=-dc/dt=k1c 积分后：ln(c/c)=-k1t+ln(c0/c)（注意解释各物理量的意义）第7页，本讲稿共24页第8页，本讲稿共24页（2）一级反应的特征：I ln(c/c)t 一次直线方程、直线斜率为 k II 半衰期t1/2=0.693/k 与反应物浓 度无关（3）t1/2 的应用 I 放射性元素的特征常数 II 基础科学研究的应用第9页，本讲稿共24页（4）例 P34 例2.1（分析、讲）2 H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)H2O2分解是一级反应，k=0.0410 min-1 I 若从0.500mol/dm3 溶液开始分解，10分钟 后，浓度是多少？II H2O2在溶液中分解一半所需的时间？第10页，本讲稿共24页解：lnc/c=-0.0410 min-1 10.0min +ln(0.500moldm-3/moldm-3)求得：c=0.332moldm-3 t1/2=0.693/k =0.693/0.0410min-1 =16.9min第11页，本讲稿共24页 2、2、2 温度与化学反应速率的关系1实验事实：牛奶在273K 时 48h 不变酸、在300K时 4h变酸（为什么？）2、理论解释：T 、分子能量 更多的分子参加反应，使 反应速率3、半定量公式：范特荷夫规则：T 10K v 24 倍（液体 12倍、气体 24倍）第12页，本讲稿共24页4.定量公式：（1）表达式：k=A exp(-Ea/RT)lg(k/k)=-Ea/2.303RT+lg(A/A)（2）公式中各物理量的意义：（不同的反应 A、Ea不同（表21）、但在一定的温度范围内各为一定值）（3）公式的理解：第13页，本讲稿共24页第14页，本讲稿共24页 I 当 T 一定时、对于不同的反应、Ea k v反应就越慢；反之亦然。II 对于同一反应（当反应物浓度相同时）T k v 反应就越快；反之亦然。III 可以根据不同T时的 k,求反应的活化能 T T1 1 时：lg(k1/k)=-Ea/2.303RT1+lg(A/A)T2 时：lg(k2/k)=-Ea/2.303RT2+lg(A/A)两式相减有：lg(k2/k1)=Ea/2.303 T2 T1 /T2T1第15页，本讲稿共24页（4）计算示例（P 35 例2.2）例：已知反应 H2S2O3=H2SO3+S（s）在浓度相同的条件下析出硫，T1=293K时 需时t1=110 S；T2=303K，需时t2=45.0 S。求：该反应的活化能Ea、313K析出硫并达到 同等程度浑浊时所需的时间。第16页，本讲稿共24页解：因为 反应速度与反应所需的时间成反比 k k2 2/k/k1 1=v=v2 2/v/v1 1=t=t1 1/t/t2 2=110 s/45.0s=110 s/45.0s 由 lg(k2/k1)=Ea/2.303 T2 T1 /T2T1得E Ea a=2.303R T=2.303R T1 1 T T2 2/(T/(T2 2 T T1 1)lg(k)lg(k2 2/k/k1 1)E Ea a=2.3038.314 293 303/(303 =2.3038.314 293 303/(303 293)lg(110/45.0)293)lg(110/45.0)=6.60 10 =6.60 104 4(J/mol)(J/mol)第17页，本讲稿共24页当当 T T3 3=313K=313K时时 由由 lg(k3/k1)=Ea/2.303 T3 T1 /T3T1 lg(110s/t3)=Ea/2.303 T2 T1 /T2T1求得反应时间:t=19.5 S(5)Ea 对反应速率影响的经验规律：0 105kJ/mol快 很慢（6）阿氏公式适用范围：P 38的第一类反反应 第18页，本讲稿共24页第19页，本讲稿共24页4、2、3 催化作用 1、催化剂与催化反应 2、催化剂改变化学反应速率的机理 （P 38 图24）3、催化剂作用的特点：（1）只能加速热力学上可能进行的反应 （2）催化剂只能改化学反应速率常数 k，而不改变化学平衡常数K （3）催化反应中，催化剂具有特殊的选择性（P 39）第20页，本讲稿共24页第21页，本讲稿共24页 2、3 几种类型的反应 2、3、1 多相反应 1、相、多相体系与多相反应 2、多相反应的速率常数kP kC 及影响 因素：物理的、化学的 3、多相反应的步骤：扩散反应 离去第22页，本讲稿共24页 2、3、2 链反应 1、定义 2、链反应的三个阶段：链的引发、传递、终止 3、爆炸反应的实质：生成的活性微粒数多于消耗的活性微粒数 4、常见物质在空气中爆炸反应的极限：P 42 表 22第23页，本讲稿共24页2、3、3 光化反应 1、定义 2、实质 3、应用 本章总结：本章总结：1、化学反应速率的意义及表示方法、化学反应速率的意义及表示方法 2、基元反应与非基元反应的、基元反应与非基元反应的v 的意义的意义3、反应速率常数、反应级数、活化能的意、反应速率常数、反应级数、活化能的意 义义4、怎样用实验确定反应的、怎样用实验确定反应的v k Ea 及反应及反应 级数级数第24页，本讲稿共24页