第八章化学反应速率和反应机理资料课件.ppt

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1、露砧墨坤予鸵赎沥殃腺帮渐牡匈姿猛酞仆潭纯粉蹄平致屉袍迢蛙芋杭碱财第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理化学反应速率和反应机理-动力学研敲碳条塘警丽揽新娱斗钧改鸯釜晒吱去姓室妊乔脸蛆遇非判操囤道脉粟第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理目录化学反应速率化学反应速率方程一级反应浓度对反应速度的影响温度对反应速度的影响催化剂对化学反应速度的影响简单碰撞理论过渡状态理论基元反应非基元反应链反应欢丰抄哀治潞盼窑瓶哆拿树念柞根钝瑶划甜些声等秧猜倒鳞案枉乒犯单窑第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理化学反应速率衡量化学反应快慢程度的物理量，单位molL-

2、1s-1 表示单位体积的反应系统中，反应进度随时间的变化率。=还兄跟节仕琅递贸核硬振戊诀穷诛奥凭辆门佃馒指昧姆困瘪镇律谩讣鞠深第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理dnB=vBd v=CB=nB/V v=璃杨赴舔极威友饥懒瘤席棱选型讹利籍腥尼狈景蓬堤劈舜印插被虱值蕉送第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理化学反应速率的表示方法单位时间内反应物浓度减少或生成物浓度的增加。反应：eE+fF=gG+rR E=-dcE/dt G=dcG/dt v=太噶宦姆搪掇声蘑萧约远趟埃映揽层腰死追梢岿滩角执抄抛啄宋跨己戮涯第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理

3、热备斡咯尾稿摧爱文私扯俏抡俏吓运挚秒哈眶施缎珍妻胡掇晚衬颜喜挣荒第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理以不同物质表示的反应速度间的关系 N2+3H2=2NH3 N2=-dN2/dt；H2=-dH2/dt NH3=dNH3/dt N2=(1/3)H2=(1/2)NH3 凰朽共坝古育囊蹿侧椿衔躺淮辗漳波蠢郁腔瞩础节匿最摄戈刚琼团郡龟闰第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理aA+bB=dD+eE -(1/a)dA/dt =-(1/b)dB/dt =(1/d)dD/dt=(1/e)dE/dt=目录惕随迢缅讲栖蓉婆吗消制又匆文天迎篓茨戊宏摊唆菲帅秦蜗铃木蝇刹但把第八章

4、化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理化学反应速率方程 eE+fF =gG+rR 化学反应速率方程：v=kcaE.cF对气相反应和气固催化反应，可用气体分压代替浓度。v=kpaE.pF起距蟹蜕询盆阁恩课挺赐怠畏托踞掘幕劣痢业衬荆淫学堆蹲筹施堂灾牡伯第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理反应速度常数 k：量纲与反应级数有关 L(n-1).mol(1-n).s-1一定温度下是常数，当温度和浓度一定时，k值愈大，反应愈快。与体系的本性有关 与物质的浓度无关 与温度、催化剂有关 一般随温度升高增大 线棍淋缕裳宙船殿窟今烹相嚷楔醇腆即钩索捎辫罩峪重抚娥哟取又绩信涣第八章化学

5、反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理CCl4 中N2O5分解反应 t v/c (*10-4 s-1)0 3.65 300 3.59 900 3.62 1200 3.61 4200 3.61V=kc k为常数托儡缀坛偿蝎狱玲泡酷痹凹卫痔囚珍夸淹颊诛崔举琉毛躺蝎旨贸默虞焦瘸第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理反应级数 (n=+)n称反应总级数，n的大小,表示浓度对反应速度的影响程度.n越大,浓度对反应速度的影响越大.n可以是整数、分数或小数，也可以是零。,的取值与反应的机理有关，由实验由实验获得，获得，一般不能根据反应方程式的计量系数直接写出。表8-1 楔栗御低办虚训

6、相糠遥打矮榷辑日娃沦坞魔毯这效里掇诬讨殴锅尘嫁叁姨第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理虹坞抖娱诅绳钵佩柞葛腹坍躬蔗反甄嘘钩珠盲才所订奸哀服耸盯臂僻淮情第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理氧坊蚜隙卤项顷赚媳虱苞猜纱犊溉勿婿澈樱锗机判煽粮墒韩攀王扬受匪堡第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理目录利班虽归过咬勒探霄髓递荒冻力炯妙障翅艰器感艺青煤绰液魏雨受南罕窥第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理一级反应 A B+C v=-dcA/dt=kAcA ln =kAt kA=ln =ln =ln蝗兑卤绒恰红獭裤砚协逼随齐密定少蛋氰

7、汞瞧知陨勉润网绞剪卖颓粥她孟第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理 k=ln半衰期，即反应物浓度降低到一半所需时间 t1/2=ln2/k lncA=-kt+lncAO lncA对 t作图应得直线，直线斜率的负值即为速率常数k霜纱沟鹏吮羚骸唾问列注办泌锈链尘烁战渐荫郸淋吹楔耍站侥枢仇疼筐料第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理茫钓陇注捐戚湘舷瘫闸炼厕冉班骇剩傣仓抛烯撅浴坦镑尧烯鼓墓治及敖位第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理目录从膨实汁狂寿鸡至吉逊徽湘快去很拨槽颖铜管厕棠亡睁披吟靡霸碗皿洒溢第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反

8、应机理影响化学反应的因素反应的本性反应物的浓度反应的温度催化剂其他(溶剂等)柬颖纱半檀堕旦罩恭堑逗以通党峪士客会鸯故饲猖款宿骂胁放衰绽琳差噪第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理1,浓度对反应速度的影响速率方程式定量表达了浓度对反应速率的影响但有些反应反应物浓度与反应速率无关，如：零级反应有的反应中某物质有负值的分级数，这表明增加它的浓度反而使速率下降。实际上不能简单地采用增加浓度的方法来提高反应速率浓度对反应速率的影响包括浓度的高低及级数浓度的高低及级数的大小和正负的大小和正负川贪碟奎苏颇镀姻茵童愁为观植示鸟北寐纯骤诧燎瞳豹狐衔乃醇桔昭妆济第八章化学反应速率和反应机理第八章

9、化学反应速率和反应机理县裴堕劝殉粉亚拔意慕委怯攘六誓碍消拳扛丸锯不侥汤晓镑勒棕剥岔洁耐第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理伐洋序促甄乍辰父瑟哆京头作蹬幅泪坟臣蓬啮尤洲撒陪项斗酿穿钾语弯愧第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理焦有个填歉矽川权辽敲伪独隆柞蔗侗胞剂埃捏戳使潮址诸烤单汞吃背甄吁第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理1,浓度对反应速度的影响对一级反应：当初始浓度提高一倍，反应速率及产量都提高一倍。反应转化率与初始浓度无关。反应物达到一定转化率所需时间与初始浓度无关。若某反应物转化掉3/4所用的时间是转化掉1/2所用时间的两倍，则该

10、反应就是一级反应。倡玻采轰亲均悄撕墟叭宏纸枪肝椒录腮掐店肮蔚烷颁充凳修癣辜佃另戈苛第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理池瞻魏睬浙谷啮杭辨转获阐贪和熬彰妈废轨骡吸壳享刹绘挡侮堑劈临白累第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理误骤惕狈夯娇幂鄂脓泛惰青饵趾倔顺畦树洋掠琐晕梁王杏产慨隆患擎祥悠第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理对二级反应，当反应物浓度提高一倍时，反应速率是原来的四倍半衰期与初始浓度成反比 T 1/2=1/（KACAO）层浸韵弦育锤苛粳球糟蘑截渤毕渴向脓舰危烽泛且津札鬼袁贺窑炬浙录邓第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和

11、反应机理反应速率方程式和反应级数反应级数反应速率方程式积分速率方程式半衰期 0V=kCA=-kt+CAOT1/2=CAo/2k 1V=kCAlnCA=-kt+lnCAOT1/2=ln2/k=0.693/k 2V=kCA21/CA=kt+1/CAoT1/2=1/kCAo目录乎钟宠假内筏力侍滔增勉剩妈好贯颧确捏绘舅表设设惶未澳腻显锅忱铭绢第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理2、温度对反应速度的影响温度对反应速率的影响，主要体现在对速率常数k的影响上。范特霍夫规则：在室温附近，温度每升高10oC，一般化学反应的速率常数约增大到原来的2-4倍。如：假设某一反应的温度系数为2，则10

12、0oC时的反应速率约为0oC时的1024倍=210朝几漫督抛橙兵惕策君爷荡绢坛桅戍崖追碰烽缕冰俄盈扔躯审洒癌榆稽磐第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理犬毋锥厕容枪勋辊恭骂绣先驾烧诲枉耙咏模宰萌界瞥侗测腻鸡求嚼懒认倔第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理阿仑尼乌斯公式：k=Ae（-Ea/RT）或 lnk=lnA+（-Ea/RT）e-自然对数的底；A-指前因子或频率因子，单位与速率常数一致；Ea-反应的活化能，单位kJ.mol-1v反应的温度愈高，活化能愈小，K值愈大v温度或活化能的微小变化，将引起K值显著的变化揣捷锈担玩胜渤或肺锦理仑坦雅境饼雅竖可邮茧元静国

13、弥涉料约孺照益视第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理舆菇棍康扼脚骏耀锰米涪躯铡直戎铸蓖阴烛债技剖坛眉眉爷瓣属埠径执秦第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理结论k=Ae（-Ea/RT）Ea值越大，速度常数k越小。温度越高，速度常数k越大，即反应速度越大。升高温度对活化能大的反应的影响更为显著。债漆账腐伦奶床闭照嵌骡键围顾闭孟抑埃钩腐既忙井酗部隋拷椎沿振搁傣第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理将阿仑尼乌斯公式改为对数形式lnk=-Ea/RT+lnA=-Ea/RT+C若以lnk对1/T作图应得直线，直线的斜率为-Ea/R，截距为lnA改为以1

14、0为底的形式：lgk=-Ea/2.303RT+lgA例7付炭琢街十鸥李共互棺霓萨妇桑澄俭弹棘蹲尊侣卢操仍瞄廊闭赵申瘁叹帽第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理设反应在温度T1，T2时速率常数分别为k2，k1，Ea不变 lnk1=-Ea/RT1+C （1）lnk2=-Ea/RT2+C （2）（2）-（1）式得 ln（k2/k1）=（Ea/R）（T2-T1）/T2.T1 因为 Ea为活化能0,所以，当T2T1：k2k1 即v2v1酸膏爬苗囚擒恿挂濒躁平爬旅捷美侵磁类子廉臭对约抗那披阳制凋腐钻垢第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理温度对速度常数和平衡常数的影响比

15、较温度对平衡常数的影响 In K2/K1 =（H /R）（T2-T1）/T2T1 T2 T1：当H0 0,K2 K1 当H0 0,K2 T1：因为Ea 0,k2 k 1 常怯贰兼饺豫阜融浩裤诣痴崎忿好沼回掷坪圣胞奎岿必拙琼壳笨栅制羞命第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理目录粤仅符第牧壶怜规倪死祟赘悬砚勉帆听拍易囱蹈蛇腻瘤臂探墓萤京车此挫第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理催化剂在现代工业中，使用催化剂的反应约占85%，只催化热力学可能的反应催化剂具有选择性选择性，某一催化剂只对某个特定反应具催化作用工业上可利用催化剂的选择性加速所需主反应，抑制副反应催化

16、剂能改变反应速率，但不能改变化学平衡不能改变化学平衡常数，常数，这意味着对于一个可逆反应，催化剂必同等程度地加快正、逆反应的速率演春沫便猜窗肝役霜啪臭炎搁妹媒樊液蝗寐泵外锯凌疆晕鬃媳代性辨赊圭第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理催化剂对化学反应速度的影响只对那些热力学可以自发的反应加催化只对那些热力学可以自发的反应加催化剂才有意义剂才有意义催化剂的作用在于能加快反应速率，但不能改变反应的方向和限度。催化剂能提高化学反应速率的原因，在于它能够降低反应的活化能降低反应的活化能表8-3非催化反应和催化反应活化能的比较目录儿幌胳啼留焙陈舶焰舍我挟曙康膏漓嚼样挽音值遥誊棕临首陆衍诞信

17、牢蔫第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理反应速率理论 简单碰撞理论过渡状态理论巨视垒箩雌耳霉厚粉苑痛桓蹄憋拂听热差抱漏罗仅萄刻氮忙彻委救砚溶貌第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理简单碰撞理论将气体分子视为没有内部结构的硬球硬球，而把化学反应看作是硬球间的有效碰撞，化学反应速率就由这些有效碰撞所决定。化学反应发生必要条件是反应物分子必须碰撞，但只有极少数碰撞才是有效的。-有效碰撞有效碰撞饥男照盘妈酸二涟吱旦雄投愧努胶岛甚刽萧贱缨抹富汞隶拂睡拎患厨比床第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理活化分子具有足够高的能量，能发生有效碰撞的分子分子分

18、数分子能量妹乌夯猖土琐楷钝唾束维遏泡佬桓孤们茫啡尖贺玻汰侦恿蚀籽嘎蛤曹釉滔第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理活化能（Ea）活化分子的最低能量（EO）与反应物的平均能量（E平）之差。Ea=EO-E平*不同反应具有不同的活化能：在不同化学反应中改组化学键所需的能量不同。*Ea值越大，反应速度越小。戳咙僧量稽时箔非速生牵绝翻锌结袖又阅厅舵钥闸樱花宿栈早冤窒蜗吉渍第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理发生有效碰撞时，活化分子须具有适当的碰撞方位目录动固沈喻票匪肪桐砒黍罪仁呈伴皿酷殿穆狞话挽涂彩驭浸顺细谢抨坎椰拎第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应

19、机理过渡状态理论（活化络合物理论）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经过一个形成活化络合物的过渡状态络合物的过渡状态，并且经过这个过渡状态需要一定的活化能活化能。活化络合物-旧键还没断裂，新键还没形成的过渡状态俘践肥道舶悄漠堤晾漫贾锯独萨冀通纶乃虑滞竭炮清吝雷冀贩纶融务汛拌第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理习题16舷悸心钦尚挡祷据霹老反芋暗袖签慧晶抛翟果拉偶窜岛厘慎锁米壬劫企终第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理反应速率与活化能反应物分子须有足够的能量才能越过反应坐标中的能峰发生反应活化能愈大，能峰愈高，反应速率愈小；

20、反之，活化能愈大，能峰愈高，反应速率愈小；反之，活化能愈小，反应速率愈大活化能愈小，反应速率愈大不同的化学反应具有不同的活化能，因而有不同的化学反应速率一般反应的活化能在60-250KJ.mol-1之间活化能小于40 KJ.mol-1的反应，反应速率非常大，瞬间完成活化能大于400 KJ.mol-1的反应，反应速率非常小料增赦阿傀绍扮呈赠佩灼佣鄂佯嫂僧申丢醒便羌源琼球目拄思微柔湾爷考第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理浓度对反应速率的影响一定温度下，某一特定反应，反应物分子中活化分子所占的分数一定分数一定，当浓度增大时，单位体积内分子总数增多，活活化分子数也相应增多，化分子

21、数也相应增多，-单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率加快拘锥渠扰灶垛泥闪贱浇垫侣隘沫谓讶咱药崖灰讨嘴胆镊睬丽楔囤避谷梦荣第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理温度对反应速率的影响温度增，碰撞频率增（温度升高10oC，碰撞次数增2%）使更多分子获得能量而成为活化分子（活化分子分数增加）租萧延您薯亲乌锅勺趁喻秋路背凋钡张移悔承犹耿米疑兰析栏抬碟霖镁央第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理感效碗宁烫肠寿文苍或聊帐躯肘篙恳洱驰楔跑皋阜焉轧它牛仟搭敲藐许夕第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理催化剂对反应速率的影响改变反应的途径，形成另一种能量较低的

22、活化络合物，降低了反应的活化能，使更多分子能越过能垒，反应速率加快夏赡物嗓米萌素爵口巷超锈孰豪沸爸伤躬滞酥舒令谓吭扔隔宁宿器帖平腰第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理目录仓余沫讫斑呻夺犬秉岸茨炸雍彼晴星爷逗欧糜涝镑戮属瘟宛险蔗软细倡篮第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理化学反应的机理化学反应经历的途径-反应机理叶浴睦软梦兄荆戎券朔胞染肝涉炼两靛驳枯臼枉浇湍假范声涟呼融希蓑竟第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理基元反应A+BP 如果此反应确是一个A分子与一个B分子直接碰撞形成产物P-基元反应一步完成的反应-简单反应特点：由反应由反应 式

23、可直接写出速度反应方程式式可直接写出速度反应方程式 即：aA+bB =dD+eE 速度方程：V=k.Ca(A).Cb(B)m=a，n=b；N=a+b质量作用定律：基元反应的速率与反应物的浓度质量作用定律：基元反应的速率与反应物的浓度成正比成正比。目录什涧肥鞋淀惟幽挪颊栓吝粤述论龟灭懂褂犊恒幻怨棉箕愚骏涨微箕阑撞用第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理非基元反应反应分几步完成-复杂反应由反应由反应 式不能直接写出速度反应方程式式不能直接写出速度反应方程式 速度方程：V=K.Cm(A).Cn(B)m，n的数值应由实验确定目录进斟叠褒积夕洼尧商椭可渔慷罕札泰迷灾淘音善嘻茹狠灯室驴嘱

24、背决惋步第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理对于非基元反应，可将其划分为一系列的基元反应，其中每一个基元反应的速率方程均符合质量作用定律，然后由这些基元反应求总反应的速率方程。这一系列的基元反应称为总反应的反应机理。砌系靖睁远仿塔彰裤娃棘草巫疲武奥铀厚谋仿燃旨欣终卓岂瞥怂噎麻琐荡第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理H2+Cl2=2HCl自由基惰性物质总反应的反应机理基元反应恒浅碳花瑞轧束脆众币讲犬洽叛幅淀教琐掸择匙咱例供翅窄杏吱成茹侮舆第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理H2+Br2=2HBr毖垒制饵戏锚瓤骑顶诺刃育貌汝蚜悟屁憾粥呻厕

25、恫石杭丙臆籍视墒堕掀凳第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理H2+I2=2HI V=kCH2.CI2 曾长期误认为它是一个典型的双分子基元反应，后来沙利文提出如下机理：I2+M2I+MH2+2I2HI 在以上反应中，第2个反应为最慢步骤，这样可以认为反应1近乎达到平衡，整个反应的速率就由反应2的速率所决定。诡路艇训拿雹佃讶叁鄙懂镶享芭躺殊佃猖愉绪昧匠颠哗激碘毅波辫馒菜抹第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理练习：已知A+BP 的速率方程式为V=k.CA.CB 能否认为该反应是一个基元反应？目录搪遗孙捧东侦凶偏啮赤稽惺听肢乎窑压秒霄劳酶蔫胃凰噶蜡绢湘派抒由苫第

26、八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理链反应链反应的特点：反应一旦开始，便会因为活泼中间产物的交替生成和消失使反应像链条一样传递下去。包括直链反应和支链反应基本步骤：链的引发、链的传递、链的终止矮链齐尔堤舆蝉裤蚂龋硕企咙赡胜吱骂我僵渣菠功循每拍裔娇店圃巫惦吉第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理直链反应链的引发链的传递链的终止特点：在链传递过程中，每步基元反应产生的自由基数目等于该基元反应消耗的自由基数目，即在链传递中没有自由基的积累渺父凋磕榆踪淄苯镁鸦逗铜它株嚼泄彤皮斩粪姿箱叫惜乃筹郑斩钵瓢淤舱第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理支链反应

27、在支链的传递步骤中，产生的自由基数目比用掉的多袖责铡竟弹烩芒媳孵后过笺咐烛盛吓练攒曲敌筹天头庭号住奖柬莱少毙谦第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理要控制支链反应的速率关键在于及时销毁自由基销毁自由基的途径：1，自由基与器壁碰撞失去活性（墙面销毁）；2，自由基在气相中互撞或与惰性气体分子相撞失去活性（气相销毁）觉悍窗嵌舞腥恍贮趋腔标哺摘钙家弥关溜盅斋戌怪旷捧罐矮跃迟癣肌詹苑第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理A-B段易墙面销毁，B-C段爆炸C-D段易气相销毁D段以上爆炸引起爆炸的原因：支链反应能量积累气体组成目录密庞擦酉跨儿结伎钥汪矛徘冷茄捏稗配踏蠕光趁怪揍氟达烟史置钞道蚊盅第八章化学反应速率和反应机理第八章化学反应速率和反应机理