第三章 化学反应速率（课件）- 《无机化学第6版》同步教学（高教版）

§3.1 化学反应速率的概念 第三章 化学反应速率 §3.5 催化剂和催化作用 §3.4 反应速率理论和反应机理简介 §3.3 温度对反应速率的影响 —Arrhenius方程 §3.2 浓度对反应速率的影响 —速率方程 §3.1 化学反应速率的概念 3.1.1 平均速率 3.1.2 瞬时速率 化学反应的平均速率是在某一时间间隔内浓度变化的平均值。 3.1.1 平均速率 rB= ∆cB ∆t 1 2NO2 (CCl4) + O2(g) 例： N2O5(CCl4) 2 r(N2O5) = － c2(N2O5) － c1(N2O5) t2 － t1 ∆c(N2O5) = － ∆t 40℃，5.00mLCCl4中N2O5的分解速率 N2O5(CCl4) 2NO2(CCl4)+ 1/2O2(g) t/s 0 300 600 900 1200 1800 2400 3000 4200 5400 6600 7800 ∞ VSTP(O2)/mL 0.000 1.15 2.18 3.11 3.95 5.36 6.5 7.42 8.75 9.62 10.17 10.53 11.2 c(N2O5)/mL·L-1 0.200 0.180 0.161 0.144 0.130 0.104 0.084 0.068 0.044 0.028 0.018 0.012 0.0000 r/mol·L-1 ·s-1 7.29×10-5 6.46×10-5 5.80×10-5 5.21×10-5 4.69×10-5 3.79×10-5 3.04×10-5 2.44×10-5 1.59×10-5 1.03×10-5 t1= 0 s c1(N2O5) = 0.200 mol·L-1 t2=300 s c2(N2O5) = 0.180 mol·L-1 同一时间间隔内： r(N2O5) = － (0.180 － 0.200)mol·L-1 300 s =6.67×10-5mol·L-1 ·s-1 r(NO2) = 1.33×10-4mol·L-1 ·s-1 r(O2) = 3.33×10-5mol·L-1 ·s-1 时间间隔 Δt 趋于无限小时平均速率的极限。 为导数， 它的几何意义是： c-t曲线上某点切线的斜率。 ∆c(B) r = lim = ∆t ∆t 0 dc(B) dt dc(B) dt 3.1.2 瞬时速率 例如 2700s 时的瞬时速率： A点切线的斜率= (0.144 － 0)mol·L-1 (0 － 55.8)×102 s = －2.58×10-5 mol·L-1 ·s-1 r(N2O5) =2.58×10-5 mol·L-1 ·s-1 §3.2 浓度对反应速率的影响 —速率方程 3.2.1 化学反应速率方程 3.2.3 浓度与时间的定量关系 3.2.2 初始速率法确定反应速率方程 8 40℃，CCl4中N2O5分解反应的r:c( N2O5 ) 3.2.1 化学反应速率方程 N2O5的分解速率与N2O5浓度的比值是恒定的，即反应速率r与c(N2O5)成正比。 可见： r = kc(N2O5) t/s 0 300 600 900 1200 r:c(N2O5)/s-1 3.65×10-4 3.59×10-4 3.60×10-4 3.62×10-4 3.61×10-4 r:c(N2O5)/s-1 3.64×10-4 3.62×10-4 3.69×10-4 3.61×10-4 3.68×10-4 t/s 1800 2400 3000 4200 5400 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。 aA+ bB yY+ zZ α β r = kcA cB 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。 反应级数 速率方程 化学反应计量式 2HI (g) H2 (g) + I2(g) Au 0 r = k 2H2O2 (aq) O2 (g) + 2H2O(l) 1 r = k c (H2O2) SO2Cl2 (g) SO2 (g) +