第六章 化学反应速率和化学平衡（课件）-《无机化学（王宝仁）》同步教学（ 化学工业出版社第四版）

化学反应速率 和化学平衡 内容简介 第一节 化学反应速率 第二节 反应速率理论简介 第三节 影响化学反应速率的因素 第四节 化学平衡和平衡常数 第五节 影响化学平衡的因素 第一节 化学反应速率 化学反应速率 定义：一定条件下，反应物转化为生成物的速率 物理意义：单位时间内某物质浓度变化的绝对值 符号“v”，单位 mol/(L•s), mol/(L•min) 一、 浓度随时间变化曲线(c-t) N2O5(g) 2NO2(g) + O2(g) 第一节 化学反应速率 一、 浓度随时间变化曲线(c-t) 随着时间的推移，各物质浓度变化的趋势逐渐减弱。 各物质在相同的时间段内，浓度的变化是不一样的。 5 第一节 化学反应速率 二、 平均速率和瞬时速率 1、平均速率 = 是浓度变化量 是平均速率 是反应时间 Δt 6 二、平均速率和瞬时速率 1、平均速率 N2O5(g) 2NO2(g) + O2(g) 如：0 min时，N2O5浓度是 15 mol/L; 5 min时，N2O5浓度是 5 mol/L； = = = 2 mol/(L•min) N2O5 7 二、平均速率和瞬时速率 1、平均速率 N2O5(g) 2NO2(g) + O2(g) NO2 O2 = 4 mol/(L•min) = 1 mol/(L•min) NO2 O2 N2O5 =1/2 =2 8 二、平均速率和瞬时速率 1、平均速率 mA + nB pC + qD 各物质反应速度之间的关系： A= B = C = 9 二、平均速率和瞬时速率 2、瞬时速率 当Δt 0时，反应物浓度的减小或生成物浓度的增加 表达式： 一般说的反应速率都是平均速率 10 第二节 反应速率理论简介 一、 碰撞理论 1、反应物分子相互碰撞是化学反应发生的前提 2、能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞 3、能否发生有效碰撞，还取决于碰撞分子间的取向 (一) 有效碰撞理论的主要论点 11 一、 碰撞理论 CO(g) + NO2(g) = CO2(g) + NO(g) 12 第二节 反应速率理论简介 (二) 活化分子与活化能 1、活化分子：能发生有效碰撞的分子 2、活化能：活化分子所具有的最低能量(E*)与 反应分子的平均能量()之差 13 第二节 反应速率理论简介 (二) 活化分子与活化能 不同的反应，其反应的活化能各不相同； 每个反应都有其特定的活化能，60~250kJ/mol； 化学反应的活化能越小，化学反应速率就越大。 14 第二节 反应速率理论简介 二、 过渡态理论 1、反应物分子相互碰撞要经过一个过渡状态， 即形成活化络合物，然后再转化为产物； (一) 过渡态理论的主要论点 15 第二节 反应速率理论简介 二、 过度态理论 2、活化络合物具有较高的能量，极不稳定， 一经形成就极易分解； 3、活化络合物的最低能量与反应物分子的平 均能量之差称为活化能。 (一) 过渡态理论的主要论点 16 (二) 反应历程-势能图 17 第三节 影响化学反应速率的因素 一、 速率方程—浓度对反应速率的影响 (一) 基元反应和复杂反应 1、基元反应：一步就能完成的反应 2、复杂反应：两个或两个以上基元反应构成的反应 3、反应机理：化学反应经历的途径 4、限速步骤：决定反应速率的那一步基元反应 18 第三节 影响化学反应速率的因素 一、 速率方程—浓度对反应速率的影响 (一) 基元反应和复杂反应 CO + NO2 = CO2 + NO 2NO2 = NO3 + NO 慢反应 CO + NO3 = CO2 + NO2 快反应 限速步骤：决定复杂反应的反应速率的基元反应 复杂反应 19 第三节 影响化学反应速率的因素 一、 速率方程—浓度对反应速率的影响 (二) 速率方程 mA + nB pC + qD 1、质量作用定律：一定温度下，基元反应速率与 反应物浓度的幂的乘积成正比 其中各浓度的幂指数分别为反应方程式中的系数 20 第三节 影响化学反应速率的因素 一、 速率方程—浓度对反应速率的影响 (二) 速率方程 mA + nB pC + qD 2、速率方程表达式： 3、k 为反应速率常数： 由反应物的本性决定 21 第三节 影响化学反应速率的因素 物理意义：表示在给定条件下化学反应速率的快慢 数值： 反应物浓度为单位浓度时的反应速率 反应速率常数k 与反应物浓度无关，但受温度、溶剂、催化剂等条件的影响。 k 越大，反应速率越