五节化学反应速率市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第五节化学反应速率化学反应速率普通化学 第一章第1页一、化学反应速率表示方法第2页1、什么是“化学反应速率”？单位时间内化学进度改变或：化学反应进度随时间改变率化学反应速率：=d /dt (瞬时速率）瞬时速率）=/t （平均速率）（平均速率）第3页举例说明：3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)t=0s(mol)3.01.00.0t=0.1s(mol)1.50.51.0以H2计算反应进度=nH2/H2=(1.5-3.0)mol/-3=0.5mol计算其反应速率：=0.5 mol/0.1 s =5.0 mol/s第4页注意关键点：a.反应速率单位：mols-1b.反应速率与物质选择无关。c.数学概念上分清平均速率与瞬时速率不一样。第5页2、基于浓度化学反应速率：a.什么是？，它与化学反应速率之间关系？定义式：v=单位体积内化学反应进度随时间改变率。b.单位：mol.dm-3.s-1c.与传统用反应物浓度随时间改变来表示反应速率有区分，这种基于浓度化学反应速率，是由化学反应进度衍生出来，其数值与物质选择无关，1dcBBdt1dnBBVdt-1dVdt-V第6页二、影响化学反应速率原因浓度 温度 催化剂第7页1、浓度对化学反应速率影响质量作用定律大量试验结果总结，科学家发觉：对于一些简单化学反应，反应速度与反应物浓度有以下关系：aA+bB=dD+eEv=kcAacBb此式称作为：反应速率方程式，或质量作用定律。k反应速率常数，反应了化学反应在速率方面特征，与浓度无关，而与温度、催化剂等相关。(a+b)称作为反应级数。第8页举例说明：SO2Cl2(g)=SO2(g)+Cl2(g)v=kcSO2Cl2,(a+b)=1,一级反应NO2+CO=NO+CO2v=kcNO2cCO,(a+b)=2二级反应2NO+Cl2=2NOCl(亚硝酰氯)v=kcNO2cCl2,(a+b)=3三级反应第9页简单反应，指是那些一步完成化学反应，我们把这些特殊反应称为基元反应基元反应。不过，并非全部反应都和前述简单反应一样，依据方程式就能写出其速率表示式。大多数化学反应都是复复杂杂反反应应，也就是分几步完成反应。复杂反应速率方程式，只只可由试验确定可由试验确定。aA+bB=dD+eEv=kcAxcBy其中：(x+y)值称作为反应级数，并不一定等于其计量系数(a,b)，且能够是小数。第10页举例说明：2NO+2H2=N2+2H2O试验显示，该反应为一三级反应：v=kcNO2cH2,复杂反应不象简单反应那样一步完成，而是多步完成。其中最慢一步决定了整个反应速率。2NO+H2=N2+H2O2（慢）v=kcNO2cH2H2O2+H2=2H2O（快）第11页又比如：CHCl3(g)+Cl2(g)=CCl4(g)+HCl(g)v=kcCHCl3cCl21/2该反应是一个复杂反应，其中反应级数(x+y)=1.5，为小数。第12页2、温度对化学反应速率影响温度对化学反应速率影响非常显著，经常温度增加若干度，化学反应速率就能提升一个数量级，也就是化学反应速率随温度呈指数形式增大。1887年瑞典化学家Arrhenius总结了大量试验数据，发觉化学反应速率常数与温度有以下关系：上式称为“阿伦尼乌斯公式”。式中：R=8.315JMol-1K-1,摩尔气体常数。Ea,活化能，将在下一节详细介绍。第13页“阿伦尼乌斯公式”用途：1、对某一个实际反应，可用“阿伦尼乌斯公式”，求取其活化能。方法：在不一样温度下测量其反应速率常数，然后以lgk对1/T作图，可得一条直线。此直线斜率为-Ea/2.303,截距为A。2、假如我们已知反应活化能和某一温度下反应速率，利用此公式，也可求得另一温度下反应速率。第14页比如：试验测得化学反应在600800K之间反应速率常数：CO+NO2=CO2+NO温度(T)600650700750800速率常数(k)0.0280.221.306.0231/T(10-3)1.6671.5381.4291.3331.250lgk-1.553-0.6580.1140.7781.362第15页Ea/2.303R=6995.8Ea=133.9103(J/mol)第16页3、化学反应活化能Ea(EnergyofActivation)(1)气体分子运动论 分子热运动：方向、速率、能量各不相同。分子之间，分子与器壁之间不停发生弹性碰撞，产生压力。化学反应，依赖于这种分子碰撞而得以发生。第17页A+BC=A-B-C=AB+C反应物活化络合物产物（中间过分态）BCA第18页活化分子第19页活化能：反应物分子所含有平均能量与发生有效碰撞所需最低分子能量之间差。活化络合物反应物生成物Ea反应中释放能量反应历程能量第20页用活化能概念，解释浓度、温度对化学反应速率影响：当反应物浓度增加时，活化分子数量增加，反应速率自然随之增大。当反应温度升高时，分子碰撞次数增加，同时反应物分子中。活化分子所占百分比升高，因而反应速率增大。第21页4、催化剂什么是催化剂（正催化剂、负催化剂），什么是催化作用？参加化学反应，改改变学反应速率，但在化学反应前后，本身性质、数量、组成保持不变，这么一些物质称作为催化剂。使化学反应速率增大正催化剂，普通说催化剂均指正催化剂。与此相反，使化学反应速率减小催化剂负催化剂。如塑料防老化剂、阻燃剂等。第22页在合成氨反应中催化剂降低活化能示意图在合成氨反应中催化剂降低活化能示意图第23页催化剂作用原理提供活化中心是活化络合物一部分改变了化学反应详细历程降低了活化能催化剂主要应用化工生产生物催化剂酶、维生素第24页