第十章化学动力学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/20241Page化学动力学化学动力学第1页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/20242PageWhat is the chemical kinetics?In general,the chemical kinetics is the study of the rate of a chemical reaction.IntroductionIntroductionSlowFast第2页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/20243PageWhat is the chemical kinetics?In general,the chemical kinetics is the study of the rate of a chemical reaction.IntroductionIntroductionVery fast reaction第3页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/20244PageWhat is the chemical kinetics?In general,the chemical kinetics is the study of the rate of a chemical reaction.IntroductionIntroductionSlow reactionSlow reaction第4页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/20245PageWhat is the chemical kinetics?In general,the chemical kinetics is the study of the rate of a chemical reaction.IntroductionIntroductionControlling rateControlling rate第5页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/20246PageWhat is the chemical kinetics?In general,the chemical kinetics is the study of the rate of a chemical reaction.IntroductionIntroductionstudy第6页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/20247PageWhat is the chemical kinetics?The chemical kinetics also includes the study on mechanism of a reaction.IntroductionIntroduction第7页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/20248PageWhat is the chemical kinetics?IntroductionIntroductionGenerally,several problems of the following might be concerned in the chemical kineticsHow to measure rate of chemical reactions?How to express a rate law of a chemical reaction?How do conditions affect the rate of chemical reactions?What is the mechanism of a chemical reaction?How to optimize the reaction rate by choice of conditions?第8页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/20249Page化学动力学任务和目标化学动力学任务和目标研究化学改变方向、能到达最大程度以及外界条件对平衡影研究化学改变方向、能到达最大程度以及外界条件对平衡影响。化学热力学只能预测反应可能性，但无法预料反应能否响。化学热力学只能预测反应可能性，但无法预料反应能否发生？反应速率怎样？反应机理怎样？比如：发生？反应速率怎样？反应机理怎样？比如：热力学只能判断这两个反应都能发生，但怎样使它发热力学只能判断这两个反应都能发生，但怎样使它发生，热力学无法回答。生，热力学无法回答。化学热力学研究对象和不足化学热力学研究对象和不足化学热力学研究对象和不足化学热力学研究对象和不足第9页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202410Page化化学学动动力力学学研研究究化化学学反反应应速速率率和和反反应应机机理理以以及及温温度度、压压力力、催催化化剂剂、溶溶剂剂和和光光照照等等外外界界原原因因对对反反应应速速率率影影响，把热力学反应可能性变为现实性。响，把热力学反应可能性变为现实性。化学动力学研究对象化学动力学研究对象化学动力学研究对象化学动力学研究对象比如：动力学认为：需一定T，p和催化剂点火，加温或催化剂化学动力学任务和目标化学动力学任务和目标第10页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202411Page10.2 化学反应速率表示法化学反应速率表示法它不能确切反应速率改它不能确切反应速率改变情况，只提供了一个变情况，只提供了一个平均值，用处不大。平均值，用处不大。第11页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202412Page10.2 化学反应速率表示法化学反应速率表示法在在浓浓度度随随时时间间改改变变图图上上，在在时时间间t t 时时，作作交交点点切切线线，就就得得到到 t t 时时刻刻瞬瞬时时速速率率。显显然然，反反应应刚刚开开始始，速速率率大大，然然后后不停减小，表达了反应速率改变实际情况。不停减小，表达了反应速率改变实际情况。第12页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202413Page10.2 化学反应速率表示法化学反应速率表示法设反应为：第13页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202414Page10.2 化学反应速率表示法化学反应速率表示法对某化学反应计量方程为：对某化学反应计量方程为：Unique rate Unique rate 定义为：定义为：已知第14页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202415Page10.2 化学反应速率表示法化学反应速率表示法 通常反应速率都是指定容反应速率，它定义为通常反应速率都是指定容反应速率，它定义为对任何反应：对任何反应：第15页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202416Page动力学曲线就是反应中动力学曲线就是反应中各物质浓度随时间改变曲各物质浓度随时间改变曲线线。有了动力学曲线才能在。有了动力学曲线才能在t t时刻作切线，求出瞬时刻作切线，求出瞬时速率。测定不一样时刻各物质浓度方法有：时速率。测定不一样时刻各物质浓度方法有：绘制动力学曲线10.2 化学反应速率表示法化学反应速率表示法(1)(1)(1)(1)化学方法化学方法化学方法化学方法不不不不一一一一样样样样时时时时刻刻刻刻取取取取出出出出一一一一定定定定量量量量反反反反应应应应物物物物，设设设设法法法法用用用用骤骤骤骤冷冷冷冷、冲冲冲冲稀稀稀稀、加加加加阻阻阻阻化化化化剂剂剂剂、除除除除去去去去催催催催化化化化剂剂剂剂等等等等方方方方法法法法使使使使反反反反应应应应马马马马上上上上停停停停顿顿顿顿，然然然然后进行化学分析。后进行化学分析。后进行化学分析。后进行化学分析。第16页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202417Page动力学曲线就是反应中动力学曲线就是反应中各物质浓度随时间改变曲各物质浓度随时间改变曲线线。有了动力学曲线才能在。有了动力学曲线才能在t t时刻作切线，求出瞬时刻作切线，求出瞬时速率。测定不一样时刻各物质浓度方法有：时速率。测定不一样时刻各物质浓度方法有：绘制动力学曲线10.2 化学反应速率表示法化学反应速率表示法(2)(2)(2)(2)物理方法物理方法物理方法物理方法用用用用各各各各种种种种物物物物理理理理性性性性质质质质测测测测定定定定方方方方法法法法(旋旋旋旋光光光光、折折折折射射射射率率率率、电电电电导导导导率率率率、电电电电动动动动势势势势、粘粘粘粘度度度度等等等等)或或或或当当当当代代代代谱谱谱谱仪仪仪仪(IR(IR(IR(IR、UV-VISUV-VISUV-VISUV-VIS、ESRESRESRESR、NMRNMRNMRNMR、ESCAESCAESCAESCA等等等等)监监监监测测测测与与与与浓浓浓浓度度度度有有有有定定定定量量量量关关关关系系系系物物物物理理理理量量量量改改改改变变变变，从从从从而而而而求求求求得得得得浓度改变。物理方法有可能做原位反应。浓度改变。物理方法有可能做原位反应。浓度改变。物理方法有可能做原位反应。浓度改变。物理方法有可能做原位反应。第17页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202418PageMonitoring the progress of a reactionOther methodsEmission spectroscopyMass spectrometryGas chromatographyNuclear magnetic resonancepH meterConductivity meter第18页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202419Page 10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程速率方程又称动力学方程。它表明了反应速率与浓度等参数之间关系或浓度等参数与时间关系。速率方程可表示为微分式或积分式。比如：第19页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202420Page 10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程基基元元反反应应简简称称元元反反应应，假假如如一一个个化化学学反反应应，反反应应物物分分子子在在碰碰撞撞中中相相互互作作用用直直接接转转化化为为生生成成物物分分子子，这这种反应称为种反应称为元反应元反应元反应元反应。比如：第20页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202421Page 10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程对对于于基基元元反反应应，反反应应速速率率与与反反应应物物浓浓度度幂幂乘乘积积成成正正比比。幂幂指指数数就就是是基基元元反反应应方方程程中中各各反反应应物物系系数数。这这就是就是质量作用定律质量作用定律，它，它只适合用于基元反应只适合用于基元反应。比如：基元反应 反应速率r 第21页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202422Page我我们们通通常常所所写写化化学学方方程程式式只只代代表表反反应应化化学学计计量量式式，而而并并不不代代表反应真正历程。表反应真正历程。假假如如一一个个化化学学计计量量式式代代表表了了若若干干个个基基元元反反应应总总结结果果，那那这这种种反应称为反应称为总包反应或总反应总包反应或总反应总包反应或总反应总包反应或总反应。比如，以下反应为总包反应：10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程第22页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202423Page反反反反应应应应机机机机理理理理又又称称为为反反应应历历程程。在在总总反反应应中中，连连续续或或同同时发生全部基元反应称为反应机理。时发生全部基元反应称为反应机理。10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程第23页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202424Page同同一一反反应应在在不不一一样样条条件件下下，可可有有不不一一样样反反应应机机理理。了了了了解解解解反反反反应应应应机机机机理理理理能能能能够够够够掌掌掌掌握握握握反反反反应应应应内内内内在在在在规规规规律律律律，从从而而更更加加好驾驭反应。好驾驭反应。反反反反应应应应机机机机理理理理又又称称为为反反应应历历程程。在在总总反反应应中中，连连续续或或同同时发生全部基元反应称为反应机理。时发生全部基元反应称为反应机理。10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程第24页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202425Page在在基基元元反反应应中中，实实际际参参加加反反应应分分子子数数目目称称为为反反反反应应应应分分分分子子子子数数数数。反反应应分分子子数数可可区区分分为为单单分分子子反反应应、双双分分子子反反应应和和三三分分子子反反应应，四四四四分分分分子子子子反反反反应应应应当当当当前前前前还还还还未未未未发发发发觉觉觉觉。反反应应分分子子数数只只只只可可可可能能能能是是是是简简单单正正整整数数1 1，2 2或或3 3。基元反应单分子反应单分子反应单分子反应单分子反应双分子反应双分子反应双分子反应双分子反应三分子反应三分子反应三分子反应三分子反应反应分子数 10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程第25页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202426Page 10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程速率方程中各速率方程中各反应物浓度项指数反应物浓度项指数反应物浓度项指数反应物浓度项指数称为该反应物称为该反应物级数级数级数级数；全全部部浓浓度度项项指指数数代代数数和和称称为为该该反反应应总总级级数数，通通惯惯用用n n 表表示示。n n 大小表明浓度对反应速率影响大小。大小表明浓度对反应速率影响大小。反反应应级级数数能能够够是是正正数数、负负数数、整整数数、分分数数或或零零，有有反反应应无无法用简单数字来表示级数。法用简单数字来表示级数。反应级数是由试验测定。反应级数是由试验测定。第26页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202427Page 10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程第27页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202428Page速速率率方方程程中中百百分分比比系系数数 k k 称称为为反反应应速速率率系系数数，以以前前称为称为速率常数速率常数速率常数速率常数，现改为速率系数更确切。，现改为速率系数更确切。它它物物理理意意义义是是当当反反应应物物浓浓度度均均为为单单位位浓浓度度时时 k k 等等于于反反应应速速率率，所所以以它它数数值值与与反反应应物物浓浓度度无无关关。在在催催化剂等其它条件确定时，化剂等其它条件确定时，k k 数值仅是温度函数。数值仅是温度函数。k k 单位伴随反应级数不一样而不一样。单位伴随反应级数不一样而不一样。10.3 化学反应速率方程化学反应速率方程第28页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202429Page 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式l零级反应零级反应第29页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202430Page 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式l一级反应一级反应反反应应速速率率只只与与反反应应物物浓浓度度一一次次方方成成正正比比反反应应称称为为一一级级反反应应。常常见见一一级级反反应应有有放放射射性性元元素素蜕蜕变变、分子重排、五氧化二氮分解等。分子重排、五氧化二氮分解等。第30页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202431Page反应：反应：10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式l一级反应一级反应第31页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202432Page 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式l一级反应一级反应第32页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202433Pagel一级反应特点一级反应特点 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式1.1.速速率率系系数数 k k 单单位位为为时时间间负负一一次次方方，时时间间 t t能能够够是是秒秒(s)(s)，分，分(min)(min)，小时，小时(h)(h)，天，天(d)(d)和年和年(a)(a)等。等。2.2.半半衰衰期期(half-life(half-life time)time)是是一一个个与与反反应应物物起起始始浓浓度无关常数度无关常数 ，。3.3.与与 t t 呈线性关系。呈线性关系。第33页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202434Pagel一级反应引伸特点一级反应引伸特点 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式(1)(1)全部分数衰期都是与起始物浓度无关常数。全部分数衰期都是与起始物浓度无关常数。(2)(2)(3)(3)反反应应间间隔隔 t t 相相同同,有有定值。定值。第34页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202435Pagel一级反应引伸特点一级反应引伸特点 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式第35页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202436Page25.3(b)Half-lives of the first-order reactionSome half-lives of radiation can be used to determine the duration of a event in history.10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式第36页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202437Pagel二级反应二级反应 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式反反应应速速率率方方程程中中，浓浓度度项项指指数数和和等等于于2 2 反反应应称称为为二二级级反反应应。常常见见二二级级反反应应有有乙乙烯烯、丙丙烯烯二二聚聚作作用用，乙乙酸乙酯皂化，碘化氢热分解反应等。酸乙酯皂化，碘化氢热分解反应等。第37页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202438Pagel二级反应二级反应 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式第38页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202439Pagel二级反应二级反应 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式第39页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202440Pageln级反应级反应 10.2 速率方程积分形式速率方程积分形式第40页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202441Page25.3 Integrated rate lawsGeneral form第41页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202442Page 10.3 速率方程确定l速率方程普通归结为：速率方程普通归结为：1.1.积分法积分法(尝试法、试差法尝试法、试差法)确定速率方程关键是确定反应级数反应级数和速速率常数率常数。反应级数反应级数和速率常数速率常数如已知，则速率方程即可确定。第42页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202443Page 10.3 速率方程确定积积分分法法就就是是将将试试验验已已测测结结果果代代入入前前面面已已得得出出各各级级反反应应速速率率方方程程积积分分式式。如如由由某某级级 速速率率方方程程积积分分式式算算出出反反应应级级数数和和速速率率常常数数为为一一常常数数(或或近近似似为为一一常常数数)，则所用速率方程级数则所用速率方程级数 即为所测体系反应级数。即为所测体系反应级数。u一级反应：一级反应：l(1)(1)公式公式试试差法差法第43页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202444Page 10.3 速率方程确定u二级反应：二级反应：u三级反应：三级反应：第44页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202445Page 10.3 速率方程确定u零级反应：零级反应：第45页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202446Page 10.3 速率方程确定l(2)(2)作作图试图试差法差法依依依依据据据据各各各各级级级级数数数数速速速速率率率率方方方方程程程程积积积积分分分分式式式式，将将试试验验已已测测结结果果代代入入前前面面已已得得出出各各级级反反应应速速速速率率率率方方方方程程程程积积积积分分分分式式式式，作作图图，如如用用某某级级 速速率率方方程程积积分分式式作作图图特特特特征征征征作作作作图图图图，一一一一条条条条直直直直线线线线(或或近近似似为为一一直直线线)，即即可可确确定定所所测测体体系系反反应应级数为级数为 。第46页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202447Page 10.3 速率方程确定l(2)(2)作作图试图试差法差法u一级反应：一级反应：u二级反应：二级反应：t1/cAtlncA第47页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202448Page 10.3 速率方程确定l(2)(2)作作图试图试差法差法u三级反应：三级反应：u零级反应：零级反应：t1/cA2tcA第48页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202449Page 10.3 速率方程确定l2.2.微分法微分法如速率方程式形式为则以以c cA A对对t t作作图图，得得r r。作作lglgr r对对lglgc cA A图图，从从截截距距和和斜率斜率可得反应级数和速率常数。可得反应级数和速率常数。第49页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202450Page 10.3 速率方程确定l2.2.微分法微分法tcArlnrt1t2t3t4cA,1cA,2cA,3cA,4r1r2r3r4lnr1lnr4lnr3lnr2第50页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202451Page 10.3 速率方程确定l2.2.微分法微分法tcArlnrt1t2t3t4cA,1cA,2cA,3cA,4r1r2r3r4lnr1lnr4lnr3lnr2lgcAlgr第51页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202452Page有时反应产物对反应速率产生影响(如在高锰酸钾分解反应中两价锰离子有自催化作用)。为了排队产物干扰，经常采取初始浓度法。10.3 速率方程确定l2.2.微分法微分法第52页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202453Page 10.3 速率方程确定l2.2.微分法微分法掌握书P212例题11.3.1lgcA,0lgr0第53页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202454Page 10.3 速率方程确定l3.3.半衰期法半衰期法一级反应半衰期t1/2与反应速率常数成反比，与反应物初始浓度无关第54页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202455Page 10.3 速率方程确定l3.3.半衰期法半衰期法n n级级反反应应半半衰衰期期t t1/21/2与与反反应应速速率率常常数数成成反反比比，与与反应物反应物初始浓度初始浓度(n-1)(n-1)次方次方成反比。成反比。对n级反应(n 1)第55页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202456Page 10.3 速率方程确定l3.3.半衰期法半衰期法第56页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202457Page 10.3 速率方程确定l3.3.半衰期法半衰期法cAtcA,0cA,0t1/2,0t1/2,0第57页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202458Page或直线斜率=(1-n)从直线截距可得k。掌握P217例题11.3.3 10.3 速率方程确定l3.3.半衰期法半衰期法lgcA,0lgt1/2第58页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202459Page11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能l1.1.范特霍夫规则范特霍夫规则主要用于主要用于估算估算一些难以测定反应一些难以测定反应反应速率。反应速率。第59页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202460Pagel2.2.常见温度对反应速率影响类型常见温度对反应速率影响类型(P220)(P220)TRate of reactionIFor most reactionIIIIIIVV11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第60页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202461Pagel3.3.阿累尼乌斯方程阿累尼乌斯方程适合用于常见温度对反应速率影响类型。Ea活化能，活化能，k0指指(数数)前因子或表观频率因子前因子或表观频率因子Svante Arrhenius Svante Arrhenius (18591959)11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第61页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202462Pagel3.3.阿累尼乌斯方程阿累尼乌斯方程11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第62页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202463Pagel3.3.阿累尼乌斯方程阿累尼乌斯方程11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能以以上上各各式式均均为为阿阿累累尼尼乌乌斯方程斯方程第63页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202464PageP220例例题题11.4.1和和11.4.2。在在求求解解这这一一类类型型计计算算题题时时，往往往往与与前前面面各各级级反反应应速速率率方方程程及及各各反应特征相联络。反应特征相联络。l3.3.阿累尼乌斯方程阿累尼乌斯方程11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第64页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202465Pagel4.4.活化能活化能在阿累尼乌斯方程中在阿累尼乌斯方程中Ea 称为活化能。称为活化能。11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第65页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202466Page(1)活化能物理意义定性解释活化能物理意义定性解释l4.4.活化能活化能只只有有那那些些能能量量较较高高分分子子活活化化分分子子相相互互碰碰撞撞才才有有可可能能发发生生化化学学反反应应旧旧键键逐逐步步断裂、新键逐步形成。断裂、新键逐步形成。11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第66页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202467Page(1)活化能物理意义定性解释活化能物理意义定性解释l4.4.活化能活化能活活化化能能普普通通分分子子变变成成活活化化分子最少需吸收能量。分子最少需吸收能量。11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第67页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202468Page(1)活化能物理意义定性解释活化能物理意义定性解释l4.4.活化能活化能Ea11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第68页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202469Pagel4.4.活化能活化能(2)阿累尼乌斯活化能阿累尼乌斯活化能依据化学反应等容方程：11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第69页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202470Page对等压化学反应：对等压化学反应：l4.4.活化能活化能11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第70页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202471PageEal4.4.活化能活化能阿阿阿阿累累累累尼尼尼尼乌乌乌乌斯斯斯斯活活活活化化化化能能能能又又又又称称称称表表表表观观观观活活活活化化化化能能能能。等等等等容容容容反反反反应应应应反反反反应应应应体体体体系系系系中中中中，正正正正逆逆逆逆活活活活化化化化能能能能差差差差值值值值为为为为反反反反应应应应热热热热力力力力学学学学能能能能改改改改变变变变；等等等等压压压压反反反反应应应应体体体体系系系系中中中中，正正正正逆逆逆逆反反反反应应应应活活活活化化化化能能能能差值为反应差值为反应差值为反应差值为反应焓变焓变焓变焓变11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第71页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202472Page 阿阿累累尼尼乌乌斯斯活活化化能能物物理理意意义义：活活化化分分子子平平均能量与普通分子平均能量。均能量与普通分子平均能量。活活化化能能普普通通分分子子变变成成活活化化分分子子最最少少需需吸吸收收能量。能量。l4.4.活化能活化能11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第72页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202473Pagel5.5.温度对反应速率影响温度对反应速率影响所所以以，温温度度对对含含有有活活化化能能较较大大反反应应反反应应速速率率影影响响较较活活化化能能较较小小反反应应影影响响程程度度大大，即即高高温温有有利利于于活活化化能能较较大大反反应应，低低温温有有利利于于活活化化能能较小反应较小反应11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第73页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202474Pagel6.6.非基元反应表观活化能非基元反应表观活化能例例 H2+I2=2HI 反应，其机理为：反应，其机理为：在一定温度下，其速度方程为11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第74页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202475Pagel6.6.非基元反应表观活化能非基元反应表观活化能Ea=Ea1+Ea2 Ea-1 11.4 11.4 温度温度对对反反应应速率影响及活化能速率影响及活化能第75页WWH H扬州大学化学化工学院扬州大学化学化工学院6/21/20246/21/20246/21/20246/21/202476