第7章 化学反应的速率（课件）- 《无机化学》同步教学（吉林大学版）

第七章 化学反应的速率 本章要求： 1、了解化学反应速率的概念及反应速率的实验测定。 2、了解基元反应、复杂反应、反应级数、反应分子数的概念。 3、掌握浓度，温度及催化剂对反应速率的影响。 4、了解速率方程的实验测定和阿累尼乌斯公式的有关计算。 5、了解活化能的概念及其与反应速率的关系。 1 xxx §7-1 化学反应速率及表示法 1—1 化学反应速率及表示法 化学反应速率是指单位时间内反应物或生成物浓度的变化值。反应速 率的单位为mol.L —1.s —1 (min —1或.h —1 )。 有平均速率和瞬时速率之分。 反应速率可选用反应体系中任一物质浓度的变化来表示，因为反应时 各物质变化量之间的关系与化学方程式中计量系数间的比是一致的。 例如:N205的热分解反应： 2N2O5 =4NO2+O2 对于气相反应，化学反应速率可用分压代替浓度的变化来表示，这时 数值和单位都不同。 υ(N2O5) = －ΔC (N2O5) /Δt υ(NO2) = ΔC (NO2) /Δt υ(O2) = ΔC (O2) /Δt 其反应速率可分别表示为: 瞬时速率 υ 只有瞬时速率，才代表化学反应在某一时刻的真正速率。 对N2O5的分解反应： 同一反应的速率，采用反应物或产物中的任一物质的单位 时间内浓度变化来表示都行，它们间有确定的关系。 如： 2N205 = 4NO2 + 02 它们表示的速率关系有： 1/2υ( N205 )=1/4 υ(NO2)=υ(O2) 对一般反应: aA + bB ＝ dD + eE 1/aυ(A)=1/bυ(B)=1/dυ(D)=1/eυ(E) 1—2 化学反应速率的实验测定 化学反应速率只能通过实验测定的．测定浓度随时间变化的数 据如下表。 是 2N205 = 4NO2 + 02 分解反应实验值。 表中的数据既可以求平均速率也可以求瞬时速率。如2分钟内： υ(N2O5) =－ΔC (N2O5) /Δt = -（0.080-0.160)/2 = 0.04 m01．L —1.min —1 t min 0 1 2 3 4 c m01．L —1 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 υ m01．L —1.min —1 0.056 0.039 0.028 0.020 0.014 以N 205浓度为纵坐标，时间为横坐标，得到反应物浓度随反应时间变化的C—t曲线。曲线上任一点的切线，其斜率等于此点的瞬时速率：υ(N2O5)＝- dC(N2O5)/dt = 斜率 △C △t C 0.04 0.08 0.12 0.16 t 1 2 3 4 0 作图法求瞬时速率 - 斜率= △y/ △x=dC/dt t min 0 1 2 3 4 c m01．L —1 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 υ m01．L —1.min —1 0.056 0.039 0.028 0.020 0.014 0.028 0.039 0.113 §7-2 反应速率理论简介 一个化学反应的反应速率与单位体积、单位时间内分子碰撞的次数Z成正比，Z是一个相当大的数值。 只有很少的碰撞能够发生反应，称为有效碰撞。能够发生有 效碰撞的分子叫活化分子(activatling molecular)。活化分子具有 比普通分子更高的能量。 活化分子所具有的平均能量和反应总 分子的平均能量之差叫做活化能(activation energy)(Ea=Ec一Ek)。 2—1 分子碰撞理论简介 该理论的要点是： 1．反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件。 2．具有较高能量的分子间的有效碰撞，是反应发生的充分条件。 碰撞理论中活化分子和活化能图： 在—定的温度下，反应的活化能越小，反应系统中活化分子所占 的百分数越大，单位时间的有效碰撞次数越多，反应速率就越快。 具有一定能量分子分数 Ek Ec Ea 活化分子百