2023届高三无机化学竞赛07.化学动力学基础 课件

第7章 化学动力学基础 主要内容：通过教学使学生了解化学反应速度的基本概念及反应速度的实验测定；掌握基元反应、复杂反应、反应级数、反应分子数的概念；掌握浓度、温度及催化剂对反应速度的影响；了解阿累尼乌斯公式的有关计算；初步了解活化能的概念及其与反应速度的关系。 重难点：化学反应速度的基本概念；浓度、温度及催化剂 对反应速度的影响；阿累尼乌斯公式的有关计算。 教学方法：讲授法 7.1化学反应速率 7.1.1概述 7.1.2平均速率与瞬时速率 △C 1、平均速率U= —— △t 如：40℃，5.00mLCCl4中N2O5的分解速率 2N2O5(CCl4) 2N2O4(CCl4)+ O2(g) t1= 0 s c1(N2O5) = 0.200 mol·L-1 t2=300 s c2(N2O5) = 0.180 mol·L-1 2. 瞬时速率 时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极限。 2N2O4 (CCl4) + O2(g) 例：2N2O5(CCl4) 为导数，它的几何意义是c-t曲线上某 点的斜率。例如270s时的瞬时速率： A点的斜率= 7.2.1化学反应速率方程 1.用实验确定速率方程的方法—初速法 7.2浓度对化学反应速率的影响 40℃，CCl4中N2O5分解反应的υ：c( N2O5 ) N2O5的分解速率与N2O5浓度的比值是恒定的，即反应速率υ与c(N2O5)成正比。 则速率方程为 例如： 反应的有关实验数据如下： 该反应的速率方程式： 对NO而言是二级反应，对H2而言是一级反应。 试问如何求出反应速率系数？ 对于一般的化学反应： 　α,β—反应级数：若α=1，A为一级反应； β=2，B为二级反应，则α+β=3，总反应级数为3。α，β必须通过实验确定其值。通常α≠a,β≠b。 k —反应速率系数：零级反应 mol·L-1 ·s-1； 一级反应 s-1；二级反应 (mol·L -1)-1 ·s-1； k 不随浓度而变，但受温度的影响，通常温度升高， k 增大。 亦可写为： 2. 浓度与时间的定量关系 lnc-t 曲线应为直线 当反应物A的转化率为50%时所需的反应时间称为半衰期，用 表示。 对于一级反应,其半衰期为： 则 半衰期： 零级、一级、二级反应的速率方程总结： 7.3温度对反应速率的影响及阿仑尼乌斯公式 规律：一般化学反应随T↑而加快；升高10度，化学反应速度加快2—4倍。 Ea k=A exp—— RT 不同条件下可求R、Ea、A不同温度的R一般Ea>0，T↑，R↑   活化能Ea是活化分子的平均能量E*与反应物分子平均能量（E之差） 1.已知T1—k1， T2—k2，求Ea 活化能的数量级在40 ~400 kJ·mol-1 ，多数为60~250 kJ·mol-1 。 两式相减，整理得到： Arrhenius方程式的应用 2.由Ea计算反应速率常数 例题：2N2O5(g)2N2O4 (g) + O2(g) 已知：T1=298.15K, k1=0.469×10-4s-1 T2=318.15K, k2=6.29×10-4s-1 求：Ea及338.15K时的k3。 对不同反应，升高相同温度， Ea大的反应 k 增大的倍数多，因此升高温度对反应慢的反应有明显的加速作用。 根据 对同一反应，升高一定温度，在高温区值增加较少， 因此对于原本反应温度不高的反应 ,可采用升温的方法提高反应速率； 7.4反应历程 7.4.1基元反应与反应分子数 基元反应简称元反应，如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为元反应。 在基元反应中，实际参加反应的分子数目称为反应分子数。反应分子数可区分为单分子反应、双分子反应和三分子反应，四分子反应目前尚未发现。反应分子数只可能是简单的正整数1，2或3。 7.4.2由反应机理推导实验速率方程 反应机理又称为反应历程。在总反应中，连续或同时发生的所有基元反应称为反应机理，在有些情况下，反应机理还要