化学反应速率课件课件课件课件.ppt

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1、关于化学反应速率课件现在学习的是第1页，共40页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减少化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示或生成物浓度的增加来表示。1 1、平均速、平均速率率(V)V)V=(c)产tV=-(c)反t现在学习的是第2页，共40页2、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。与加速率求法相似现在学习的是第3页，共40页思考：速率与温度、浓度有什么关系

2、？能不能用公式将这种关系表达出来？现在学习的是第4页，共40页3 3、看看N2O5的例子N2O5分解反应速率（340K）2N2O5 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）现在学习的是第5页，共40页由上得出结论：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现在学习的是第6页，共40页关于速率常数k1、取决于反应的本性，其他条件相同的时候 快反

3、应通常有较大的速率常数。2、速率常数与浓度无关3、随温度变化而变化，温度升高，k值通常越大。现在学习的是第7页，共40页例1：340K时，N2O5浓度为0.160 molL-1 其分解反应的速率为0.056 molL-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。现在学习的是第8页，共40页解：(1)根据该实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 m

4、in-1,N2O5浓度为0.100 molL-1 时的反应速率为0.035(molL-1min-1)现在学习的是第9页，共40页是不是所有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(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)思考：下列哪些方程速率是与浓度成正比的？现在学习的是第10

5、页，共40页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只能由实验来确定从前面可以看出，确定一个反应的速率方程不能根据反应方程式来写，只能依据实验事实来确定。现在学习的是第11页，共40页例2：有一化学反应：aA+bB=C,在298K时，将A、B溶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。现在学习的是第12页，共40页5 5、反应级数、反应级数V

6、kcAmcBn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）反应级数不一定是整数，可以是分数，也可以是零。思考：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？现在学习的是第13页，共40页零级反应 反应速率与反应物浓度无关5.15.1、零级反应、零级反应vk0C0-C=k0t其实零级反应就是一个匀速反应过程。现在学习的是第14页，共40页零级反应举例：某些表面催化反应，例如氨在金属钨表面上的分解反应，其分解速率在一定条件下与氨的浓度无关，就属于零级反应。现在学习的是

7、第15页，共40页反应级数越大，表示反应速率受浓度的影响越大。不能由化学方程式直接求出级数。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现在学习的是第16页，共40页例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所需的时间现在学习的是第17页，共40页二级反应 反应速率与反应物浓度的二次方成正比。5.35.3、二级反应、二级反应 -=1Ck2t（1）AB-产物 v=k2A B（2）A-产物 v=k

8、2A21C0t1/2=-1k2c0现在学习的是第18页，共40页6、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经验公式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，所以它的微小变化就会引起平衡常数的较大变化。Ea称为活化能，受温度影响，但影响不大，通常忽略温度的影响。T热力学温度。R气体常数。e2.718现在学习的是第19页，共40页6.2、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为底的对数形式：lg k=-+lg AEa

9、2.303RT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-1现在学习的是第20页，共40页6.3、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现在学习的是第21页，共40页例4 某二级反应的活化能Ea1.14105 Jmol-1。在600K时k0.75 Lmol-1s-

10、1，计算700K的k。解：Ea1.14105 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现在学习的是第22页，共40页例5：今有二级反应CONO=CO2+NO,实验测得 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.现在学习的是第23页，共40页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须先

11、发生碰撞，能引起化学反应的碰撞称为有效碰撞有效碰撞，发生有效碰撞时形成的中间活化物分子称为活化分子活化分子，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活化能EaEaEaE*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-Ea现在学习的是第24页，共40页8 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改变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，催化剂能改变反应速率的作用称为催化作用催化作用。如

12、：2H2+O2 =2H2OPt其他一些反应例子N2+3H2 2NH3 铁触媒200atm，5002SO2+O2=2SO3V2O52KClO3 2KCl+3O2MnO2200现在学习的是第25页，共40页催化机理催化剂的催化机理主要是改变了反应的途径，从而使反应的活化能发生了改变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，所以途径比途径容易进行。A+KAK+BAB+KE1E2EaA+B=AB现在学习的是第26页，共40页催化反应特点、催化剂对反应速率的影响是通过改变反应机理实

13、现的。A+KAK+BAB+KE1E2EaA+B=AB、催经剂只能改变反应的速率而改变反应达到平衡的时间，但不能改变平衡状态和平衡常数。它的作用纯属动力学问题。、催化剂同等程度地改变正逆反应的速率，所以正反应的催化剂也必然是逆反应的现在学习的是第27页，共40页了解内容反应机理反应机理化学反应经历的途径叫做反应机理，化学反应经历的途径叫做反应机理，也叫反应历程。也叫反应历程。为什么级数不能根据方程式得到？为什么看起来相似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决定。现在学习的是第28页，共40页一、基元反应和非基元反应、

14、基元反应一步完成的反应称基元反应一步完成的反应称基元反应，又称简单反应简单反应。、非基元反应分两步或多步完成的反应称为非基元反应分两步或多步完成的反应称为非基元反应，也叫复杂反应复杂反应。过氧化氢与溴离子的反应历程：(1)H+H2O2 H3O2+(快反应)(2)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，简单反应的例子不多，大部分是复杂反应。现在学习的是第29页，共40页反应分子数反应分子数、单分子反应，如上述基元反应(2)

15、；、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，对复杂反应是没有意义的。(1)H+H2O2 H3O2+(快反应)(2)H3O2+H+H2O2 (快反应)(3)H3O2+Br-H2O+HOBr(快反应)(4)HOBr+H+Br-H2O+Br2 (慢反应)基元反应H2O2+2H+2Br-Br2+2H2O复杂反应反应历程：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现。现在学习的是第30页，共40页三、基元反应的速度方程(1)H+H2O2 H3O2+(快)(2)H3O

16、2+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度系数恒温下，基元反应的速度与各反应物浓度系数次方的乘积成正比。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（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、决速步骤在复杂反应中，反应速度最慢的基元反应称在复杂反应中，反应速度最慢的基元反应称决速步骤决速步骤,上述

17、步骤(4)为决速步骤总反应速度是由最慢的基元反应来决定，所以上述总反应的速度方程是:Vkc(HOBr)c(H+)c(Br-)现在学习的是第31页，共40页化学反应速率学习需要掌握的内容现在学习的是第32页，共40页一、掌握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 掌握影响反应速率变化的因素下列体系加压后，对化学反应速率没有影

18、响的是A、2SO2O2=2SO3 B、COH2O(气)=CO2H2C、CO2H2O=H2CO3 D、OHHH2O现在学习的是第33页，共40页二、了解速率常数、反应级数和速率方程的有关知识例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molls10.1000.1001.210-2 20.1000.0504.2610-330.0500.100 6.010-3 40.0500.0502.1310-3 现在学习的是第34页，共40页三、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

19、已知某药物分解30%即失效，药物溶液的质量浓度为即失效，药物溶液的质量浓度为5.0 g.L-1，1 年年后质量浓度降为后质量浓度降为4.2 g.L-1。若此药物分解若此药物分解反应为一级反应，计算此药物的半衰期和有效期限。反应为一级反应，计算此药物的半衰期和有效期限。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=4.1 年年k t=ln c0/c0(1-30%)=0.35t=0.35/0.17=2.1年年现在学习的是第35页，共40页现在学习的是第36页，共40页四，会用阿累尼乌斯公式例例2：301K时鲜牛奶大约时鲜牛

20、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。若反应速率常数与若反应速率常数与牛奶牛奶变酸的时间成反比，计算变酸的时间成反比，计算牛奶牛奶变酸反应的活化变酸反应的活化能。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=75.2kJ.mol-1现在学习的是第37页，共40页五、对催化剂的原理有所了解现在学习的是第38页，共40页六、完全掌握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浓度变化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%现在学习的是第39页，共40页感感谢谢大大家家观观看看2023/3/31现在学习的是第40页，共40页