化学反应速率a优秀PPT.ppt

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1、化学反应速率的表示法化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的削减或生成物浓度的增加来表示。削减或生成物浓度的增加来表示。1 1、平均、平均速率速率(V)(V)V=(c)产tV=-(c)反t2、瞬时速率瞬时速率当t趋近于0时的反应速率称为瞬时速率，用符号“V”表示。V=lim =ct0t dCdtV=斜率=cttCct如何求瞬时速率？用反应物浓度和对应的时间画出的曲线中，每一点的速率等于经过此点切线的斜率的相反数。与加速率求法相像思索：速率与温度、浓度有什么关系？能不能用公式将这种关系表达出来？3 3、看看N2O5的例子N2O5分解反应速率（340K）2N2O

2、5 4NO2+O2|0 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.160 -0.120 -0.080 -0.040 -C/molL-1 V/（molL-1min-1）由上得出结论：N2O5分解反应的速率和N2O5的浓度成正比。2N2O5 4NO2+O2V=kC(N2O5)反应速率方程速率常数物理意义：单位浓度时的反应速率关于速率常数k1、取决于反应的本性，其他条件相同的时候 快反应通常有较大的速率常数。2、速率常数与浓度无关3、随温度变更而变更，温度上升，k值通常越大。例1：340K时，N2O5浓度为0.160 molL-1 其分解反应的速率为0.056 mo

3、lL-1min-1,计算该反应的速率常数及N2O5浓度为0.100 molL-1 时的反应速率。解：(1)依据该试验数据可以得出该反应的速率方程为:V=kck=0.35(min-1)Vc0.0560.160(2)求N2O5浓度为0.100 molL-1时的反应速率:Vkc0.350.1000.035(molL-1min-1)答：反应速率 常数k=0.35 min-1,N2O5浓度为0.100 molL-1 时的反应速率为0.035(molL-1min-1)是不是全部反应速率都是与浓度成正比呢？1、2H2O2=2H2O+O2 v k C(H2O2)2、S2O822I=2H2O+O2 v k C(

4、S2O82)C(I)3、2HBr+O2=2H2O+2Br2 v k C(HBr)C(O2)4、2NO+2H2=2N2+2H2O v k C2(NO)C(H2)5、CH3CHO=2CH4+CO v k C3/2(CH3CHO)6、2NO2=2NO+O2 v k C2(NO2)思索：下列哪些方程速率是与浓度成正比的？4 4、速率方程的一般表示法、速率方程的一般表示法对于一般反应:aA+bB dD+eE速率方程:VkcAmcBn 常数m,n只能由试验来确定从前面可以看出，确定一个反应的速率方程不能依据反应方程式来写，只能依据试验事实来确定。例2：有一化学反应：aA+bB=C,在298K时，将A、B溶

5、液按不同的浓度混合，如表所示数据：A起始浓度mol/LB起始浓度mol/L初速率mol/(L.S)1.01.01.22.01.02.44.01.04.81.02.051.04.020求该反应的速率方程式和速率常数。5 5、反应级数、反应级数VkcAmcBn反应物的指数m,n分别称为反应物A和B的级数，各组分的反应物级数的代数和称为反应级数。反应级数反应级数 m+n m+n （反应物级数之和反应物级数之和）反应级数不确定是整数，可以是分数，也可以是零。思索：1、反应级数是零的时候意味着什么？2、前面表中各反应的反应级数是多少？零级反应 反应速率与反应物浓度无关5.15.1、零级反应、零级反应vk

6、0C0-C=k0t其实零级反应就是一个匀速反应过程。零级反应举例：某些表面催化反应，例如氨在金属钨表面上的分解反应，其分解速率在确定条件下与氨的浓度无关，就属于零级反应。反应级数越大，表示反应速率受浓度的影响越大。不能由化学方程式干脆求出级数。一级反应 凡是速率与反应物浓度的一次方成正比者为一级反应5.15.1、一级反应、一级反应ln =C0Ck1t一级反应的半衰期（指反应物浓度消耗一半的时间）与反应物起始浓度无关例3：298K时N2O5分解的作用的半衰期 为5小时42分，此值与起始压力无关，试求 1、速率常数 2、作用完成90所需的时间二级反应 反应速率与反应物浓度的二次方成正比。5.35.

7、3、二级反应、二级反应 -=1Ck2t（1）AB-产物 v=k2A B（2）A-产物 v=k2A21C0t1/2=-1k2c06、温度对化学反应速率的影响6.1 阿累尼乌斯公式1819年阿累尼乌斯总结出了速率常数与热力学温度关系的阅历公式k=Ae-EaRT式中：A称频率因子或指前因子ln k=+lnA-EaRT由于温度T在指数项，所以它的微小变更就会引起平衡常数的较大变更。Ea称为活化能，受温度影响，但影响不大，通常忽视温度的影响。T热力学温度。R气体常数。e2.7186.2、由不同温度的速率常数作图法求反应的活化能Eak=Ae-EaRTln k=+lnA-EaRT把右式改写成以10为底的对数

8、形式：lg k=-+lg AEa2.303RT由于Ea受温度的影响不大,所以lg k 对1/T作图是一条直线：由斜率就可求出活化能:Ea=-2.303R斜率计算时，R的单位取8.314 JK-1mol-16.3、由不同温度的速率常数计算法求反应的活化能Ealg k=-+lg AEa2.303RTlg k1=-+lg AEa2.303RT1lg k2=-+lg AEa2.303RT2所以:lg =-=k2k1 Ea2.303R1T11T2T2-T1T1T2Ea2.303R例4 某二级反应的活化能Ea1.14105 Jmol-1。在600K时k0.75 Lmol-1s-1，计算700K的k。解：E

9、a1.14105 Jmol-1 T2700 K T1600 K k10.75 Lmol-1s-1 k2=?lg =1.42k2k1T2-T1T1T2Ea2.303Rk2=26k1k226k1260.7520(Lmol-1s-1)阿累尼乌斯公式与多少级反应没有关系例5：今有二级反应CONO=CO2+NO,试验测得 在不同的温度下的常数为：T(K)600 700 800 k 0.0280 1.3 23.0 求这个反应的活化能。请大家练习一下.7 活化能活化能 碰撞理论碰撞理论化学反应的先决条件是反应物分子必需先发生碰撞，能引起化学反应的碰撞称为有效碰撞，发生有效碰撞时形成的中间活化物分子称为活化分

10、子，活化分子的平均能量（E*）与反应物分子的平均能量（E）之差称为化学反应的活化能EaEaE*E活化配合物反应物产物能量abcHEaEa反应进程基元反应的能量变化示意图H=Ea-Ea8 催化剂对化学反应速率的影响上述反应尽管向右反应的可能性很大，但是在没有催化剂时，反应不能发生，当混入少量铂粉时，反应很快进行。催化剂和催化作用凡能变更反应速率而它本身的组成和质量在反应前后保持不变的物质称为催化剂，催化剂能变更反应速率的作用称为催化作用。如：2H2+O2 =2H2OPt其他一些反应例子N2+3H2 2NH3 铁触媒200atm，5002SO2+O2=2SO3V2O52KClO3 2KCl+3O2

11、MnO2200催化机理催化剂的催化机理主要是变更了反应的途径，从而使反应的活化能发生了变更催化机理如右图所示，反应 A+B=AB，没有催化剂的活化能为Ea，有催化剂时活化能为E1和E2A+K=AK E1AK+B=AB+K E2由于E1和E2均比Ea小得多，所以途径比途径简洁进行。A+KAK+BAB+KE1E2EaA+B=AB催化反应特点、催化剂对反应速率的影响是通过变更反应机理实现的。A+KAK+BAB+KE1E2EaA+B=AB、催经剂只能变更反应的速率而变更反应达到平衡的时间，但不能变更平衡状态和平衡常数。它的作用纯属动力学问题。、催化剂同等程度地变更正逆反应的速率，所以正反应的催化剂也必

12、定是逆反应的了解内容反应机理反应机理化学反应经验的途径叫做反应化学反应经验的途径叫做反应机理，也叫反应历程。机理，也叫反应历程。为什么级数不能依据方程式得到？为什么看起来相像的方程式速率方程却不一样？因为：化学反应很多都是分很多步进行的，而且这些步骤 中有些快，有些慢，反应速率主要由慢反应确定。一、基元反应和非基元反应、基元反应一步完成的反应称基元反应，又称简洁一步完成的反应称基元反应，又称简洁反应。反应。、非基元反应分两步或多步完成的反应称为非基元分两步或多步完成的反应称为非基元反应，反应，也叫困难反应。也叫困难反应。过氧化氢与溴离子的反应历程：(1)H+H2O2 H3O2+(快反应)(2)

13、H3O2+H+H2O2 (快反应)(3)H3O2+Br-H2O+HOBr(快反应)(4)HOBr+H+Br-H2O+Br2 (慢反应)总反应由上述个基元反应组成：H2O2+2H+2Br-Br2+2H2O在化学反应中，简洁反应的例子不多，大部分是困难反应。反应分子数反应分子数、单分子反应，如上述基元反应(2)；、双分子反应，如上述基元反应(1)和(3)；、三分子反应，如上述基元反应(4)；反应分子数仅对基元反应而言，反应分子数仅对基元反应而言，对困难反应是没有意义的。对困难反应是没有意义的。(1)H+H2O2 H3O2+(快反应)(2)H3O2+H+H2O2 (快反应)(3)H3O2+Br-H2

14、O+HOBr(快反应)(4)HOBr+H+Br-H2O+Br2 (慢反应)基元反应H2O2+2H+2Br-Br2+2H2O困难反应反应历程：最常见的基元反应是双分子反应，其次是单分子反应，三分子反应为数不多，三分子以上的反应还没发觉。三、基元反应的速度方程(1)H+H2O2 H3O2+(快)(2)H3O2+H+H2O2 (快)(3)H3O2+Br-H2O+HOBr(快)(4)HOBr+H+Br-H2O+Br2 (慢)、质量、质量作用定律作用定律恒温下，基元反应的速度与各反应物浓恒温下，基元反应的速度与各反应物浓度系数次方的乘积成正比。度系数次方的乘积成正比。上述各基元反应的速度方程为单分子反应

15、（一级反应）基元反应(2)Vkc(H3O2+)双分子反应（二级反应）基元反应(1)Vkc(H+)c(H2O2)三分子反应（三级反应）基元反应(4)Vkc(HOBr)c(H+)c(Br-)、决速步骤、决速步骤在困难反应中，反应速度最慢的基元反在困难反应中，反应速度最慢的基元反应称决速步骤应称决速步骤,上述步骤上述步骤(4)(4)为决速步骤为决速步骤总反应速度是由最慢的基元反应来确定，所以上述总反应的速度方程是:Vkc(HOBr)c(H+)c(Br-)化学反应速率学习须要驾驭的内容一、驾驭化学反应方程式的系数与用各物质表达 的化学反应速率的关系例：1、已知：4NH3+5O2=4NO+6H2O，若反

16、应速率分别用VNH3、VO2、VNO、VH2OmolL-1min-1表示，则关系正确的是A、4VNH3=5VO2 B、5VO2=6VH2O C、3VNH3=2 VH2O D、4VO2=5VNO答案；A、B 驾驭影响反应速率变更的因素下列体系加压后，对化学反应速率没有影响的是A、2SO2O2=2SO3 B、COH2O(气)=CO2H2C、CO2H2O=H2CO3 D、OHHH2O二、了解速率常数、反应级数和速率方程的有关学问例5、制备光气的反应按下式进行：CO+Cl2=COCl2 试验测得下列数据求反应的速率常数、反应级数和速率方程。CO Cl2初速度molls10.1000.1001.210-

17、2 20.1000.0504.2610-330.0500.100 6.010-3 40.0500.0502.1310-3 三、运用公式求出速率方程，三、运用公式求出速率方程，K K，半衰期，半衰期已知某药物分解已知某药物分解30%即失效，药物溶液的质量浓度即失效，药物溶液的质量浓度为为5.0 g.L-1，1 年后质量浓度降为年后质量浓度降为4.2 g.L-1。若此药。若此药物分解反应为一级反应，计算此药物的半衰期和有物分解反应为一级反应，计算此药物的半衰期和有效期限。效期限。解：解：k t=ln c0/c，k=ln 5.0/4.2=0.17年年-1t1/2=0.693/k=0.693/0.17

18、=4.1 年年k t=ln c0/c0(1-30%)=0.35t=0.35/0.17=2.1年年四，会用阿累尼乌斯公式例例2：301K时鲜牛奶大约时鲜牛奶大约4h变酸，但在变酸，但在278K的冰箱中可保持的冰箱中可保持48h。若反应速率常若反应速率常数与牛奶变酸的时间成反比，计算牛奶变数与牛奶变酸的时间成反比，计算牛奶变酸反应的活化能。酸反应的活化能。ln =k2 Ea T2-T1 k1 R T1T2解：k(301)/k(278)=48/4=12Ea=ln12 8.314301278/(301-278)=75163 J.mol-1-1五、对催化剂的原理有所了解六、完全驾驭高考可能出现的题目把0.6molX气体和0.4molY气体混合2L于容器中使它们发生如下反应，3X（气）+Y（气）nZ（气）+2W（气）5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度变更来表示的反应平均速率为0.01mol/L min，则（1）上述反应中Z气体的反应方程式系数n的值是A、1 B、2 C、3 D、4（2）上述反应在5分钟末时,已消耗的Y值占原来 的分数是A、20%B、25%C、33%D、50%感谢大家，假如须要课件，请到，化学试验乐园下载