第四章化学反应及其规律(课件）《无机化学基础》化学反应速率同步教学（人卫版第四版）

第一节 化学反应速率 一、化学反应速率及其表示方法 二、反应级数 三、影响化学反应速率的因素 目 录 化学反应速率和化学平衡 知识要求 1．掌握 化学平衡的特点，标准平衡常数及相关计算。 2．熟悉 化学反应速率的表示方法及相关计算。 3．了解 浓度、温度、压力和催化剂等外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响及其应用。 知识要求 1．熟练 掌握化学平衡移动原理进行转化率相关的计算。 2．能 熟练运用速率方程和阿仑尼乌斯方程进行相关的计算。 学习目标 第一节 化学反应速率 先来看几个实例： 铁钉在潮湿环境中生锈 火药在空气中爆炸 发生化学反应的速率不同，铁钉发生氧化反应较慢，而火药在空气中发生氧化反应较快。 在合成氨生产中,如何控制好氮气和氢气的比例，以及反应体系的压力问题。 化学反应速率和化学平衡 前者是化学反应速率的问题，属于化学动力学范畴；后者是化学反应的程度和反应条件优化，是化学平衡的问题，属于化学热力学的范畴。 化学反应速率和化学平衡是本章讨论的主要内容 一、化学反应速率及其表示方法 1.平均化学反应速率:在一定条件下，可用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 注：反应速率要求具有正值，通常用反应物浓度或生成物浓度的变化取其绝对值表示。 化学反应速率和化学平衡 例1 298K时，H2O2水溶液的分解反应如下： 起始的浓度/ mol·L-1 0.8 0 0 20min时的浓度/ mol·L-1 (0.4- 0.8) 0.4 0.2 求20min时反应的平均速率？ 解：0~20min时反应物和产物的平均速率为： mol·L-1· min-1 mol·L-1· min-1 mol·L-1· min-1 化学反应速率和化学平衡 由此可见，同一个反应中，用不同的物质的浓度变化来表示反应的快慢，其反应速率也不相同。它们之间存在如下关系： 对于任一个化学反应：aA + bB cC + dD，各物质的反应速率之间存在着下列关系： 已知合成氨反应： ，氢气、氮气的起始浓度分别为3.0 mol·L-1和1.0 mol·L-1，2min时氨气的浓度为0.8 mol·L-1，请你计算该反应中氢气、氮气和氨气的反应速率。 课堂互动 课堂互动 起始的浓度/ mol·L-1 3.0 1.0 0 变化的浓度/ mol·L-1 1.2 0.4 0.8 2min时的浓度/ mol·L-1 （3.0-1.2） （1.0-0.4） 0.4 化学反应速率和化学平衡 化学反应速率需要注意： （1）无论用任何物质来表示，无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，反应速率都为正数。 （2）表示反应速率时，必须注明是用哪一种物质浓度的变化来表示。 （3）同一反应速率可以用不同物质度变化来表示。 其数值之比等于方程式中 化学计量数之比。 （4）在比较同一反应在不同条件下速率的快慢时，要选择同一物质同一单位的速率，才可以用其数值进行比较。 2.瞬时速率: 通常采用微商的形式描述瞬时速率，就是趋近于零时，平均速率的极限。可用下式表示为： 3.基元反应: 一步就能完成的化学反应。或称为简单反应。一般的基元反应为单分子或双分子反应。例如： 4.质量作用定律: 在一定温度下，基元反应的反应速率与各反应物浓度的幂的乘积成正比，这一规律称为质量作用定律。 对于基元反应，其反应速率为： 式中， 称为反应速率常数，其物理意义是在给定条件下，单位时间的反应速率， 的单位取决于反应速率和各反应物浓度幂。 质量作用定律只适用于基元反应。 化学反应速率和化学平衡 5.非基元反应：绝大多数化学反应并不能一步完成，而往往是分成几步进行的，这样的化学反应称为复杂反应，又称非基元反应。例如： 反应分两步完成： 第二步反应速率最慢，为决速步骤或反应的限速步骤。 化学反应速率和化学平衡 反应速率常数 是一个反应的特征物理常数，反映了