第六章 化学反应速率与化学平衡（课件）《无机化学基础》影响化学反应速率的因素同步教学（人卫版第3版）

第六章 化学反应速率与化学平衡 节 —— 影响化学反应速率的因素 日常生活中，人们出行的快慢取决于乘坐的交通工具，这是内因，但也时常受到天气，路况，….等等因素的影响！影响化学反应速率的因素同样如此，除了化学反应速率首先决定于反应物本身的性质——内因。其次：浓度、温度、 催化剂、 接触面积等外因也起一定作用。 2 一 【浓度对化学反应速率的影响】 【温度对化学反应速率的影响】 二 三 【催化剂对化学反应速率的影响】 胶体分散系的分散相颗粒直径在1"∽"100nm之间，包括溶胶和高分子溶液。 3 在纯O2中 在空气中（20%O2） 白磷在纯氧与空气中的燃烧反应 结论：在一定条件下，增大反应物的浓度，化学反应速率会 加快；减少反应物的浓度，化学反应速率会减慢。 浓度对化学反应速率的影响 大量实验事实表明，在一定温度下，增大反应物的浓度，化学反应速率加快。例如，白磷纯氧和空气中的燃烧。相反，减少反应物的浓度，化学反应速率会减慢。 4 反应速率∝碰撞次数∝反应物浓度 4 次碰撞 6 次碰撞 8 次碰撞 16 次碰撞 4 次碰撞 6 次碰撞 8 次碰撞 16 次碰撞 原因： 1.基元反应：一步就能完成的反应。 反应机制（反应历程）化学反应经历的途径。 注意：基元反应的判定必须要通过实验确定。一个化学反应方 程式并不代表是基元反应。 2.复杂反应：由两个或两个以上基元反应构成的反应。 限速步骤：决定反应速率的那一步基元反应。 基元反应1 基元反应2 反应物浓度对反应速率影响的定量关系比较复杂！与化学反应的机制有关。化学反应进行时所经历的具体途径称为反应机制（或反应历程）。根据反应机制不同，化学反应可以分为基元反应和复杂反应两大类：1.基元反应：一步就能完成的反应。 2.复杂反应：由两个或两个以上基元反应构成的反应。 限速步骤：决定反应速率的那一步基元反应。 说明：基元反应的判定必须要通过实验才能证实。一个化学反应方程式并不代表是基元反应。 6 速率方程 质量作用定律 对任一基元反应: mA + nB = pC + qD，在一定温度，化学反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比。 k为反应速率常数，意义：反应物浓度为单位浓度时的反应速率。k大小反映了在给定条件下化学反应速率的快慢；k越大，反应速率越快；k越小，反应速率越慢。 k值的大小与反应物的本性有关。与反应物浓度无关，但受温度、溶剂、催化剂等条件的影响。 式中各浓度的幂指数分别为反应方程式中的化学计量数，称为反应的级数，所有反应物的级数之和称为总级数。 7 在一定条件下，温度每升高10 K，反应速率近似增加2～4倍： 讨论：在34度的大热天，未喝完的牛奶暴露在空气中，半天就变质了，若置于4度的冰箱冷藏室，可以保存多久？ 范特霍夫（van’t Hoff)近似规则 8 反应速率常数与绝对温度T成指数关系，温度的微小变化，将导致速率常数值的较大变化。 1/T lnk （1） （2） （3） 阿仑尼乌斯（S.Arrhenius）公式 1889年，阿仑尼乌斯指出化学反应速率与速率常数，热力学温度之间存在定量关系。从公式可以发现， 温度对化学反应速率的影响特别显著；其实质是温度对速率常数的影响； 9 1）以 对 作图应为一条直线，直线的斜为: ,截距为: 。 2）直线Ⅰ斜率较小，代表活化能较小的反应，直线Ⅱ斜率较大，代表活化能较大的反应。 3）活化能较大的反应，其反应速率随温度升高增加较快。 温度与反应速率常数的关系 10 瑞典化学家，提出的电离学说是现代化学的基础理论之一。建立了活化分子和活化能的概念，导出著名的反应速率方程，即阿仑尼乌斯公式。 1903 年获得诺贝尔化学奖，还曾获英国皇家学会戴维奖、吉布斯奖、法拉第奖等。 阿仑尼乌斯 Svante August Arrhenius 1859 一 1927 ) 一种或多种少量的物质，能使化学反应的速率显著增大，而这些物质本身在反应后的数量及化学性质都不改变。这种现象称为催化作用。 起催化作用的物质称为催化剂。 催化剂与催化作用 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O 自动催化现象 催化剂加快化学反应速率的本质原因： 本身参与了反应，改变了反应历程，降低了反应活化能，从而大大加快了反应速率。 催化剂降低反应活化能示意图 催化剂与催化作用 一种或多种少量的物质，能使化学反应的速率显著增大，而这些物质本身在反应后的数量及化学性质都不改变。这种