2018年安徽化学竞赛 无机 7第7章 化学动力学基础(共45页PPT)(共45张PPT)

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CCl4中N2O5的分解速率 2N2O5(CCl4) 4NO2(CCl4)+ O2(g)
END
t/s
0 100 300 700 1000 1700 2100 2800
△t / s [N2O5]/ mol· L-1 0 2.10 100 1.95 200 1.70 400 1.31 300 1.08 700 0.76 400 0.56 700 0.37
二、反应级数 • 是反应的速率方程中各反应物浓度的指 数之和。 • r =k1[SO2Cl2] 反应级数为1 • r=k2[NO2][CO] 反应级数为2 • r= k [A]a [B]b 对物质 A的 反应级数为a 对物质 B的 反应级数为b 对总反应的 反应级数为a+b
化学反应的速率方程
质量作用定律
• 若有基元反应 a A＋b B → g G＋h H • 则该反应的速率方程为： • r= k [A]a [B]b • 即：在一定温度下，基元反应的反应速率 与各反应物以其计量数为指数的幂的乘积 成正比。
k——为速率常数。一定温度下，反应物为单位浓 度时的反应速率。故又称比速常数或比速率。
Δc(N O) 2 r (N O) 2 = Δt
Δc(O2) r (O2) = Δt
r (O 2 )
t/s
0 100
[NO2] mol· L-1 0 0.3
r (NO 2 ) [O2] mol· L-1 mol· L-1· s-1 0 0.075 3.0×10-3
mol· L-1· s-1 7.5×10-4
5
11
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[例]合成氨反应在一恒容容器中进行。试分别以N2、 H2和NH3的浓度随时间的变化率表示反应速率。
N ( g ) 3 H ( g ) 2 NH ( g ) 2 2 3
dc(N2 ) rN2 = dt
dc(H2 ) rH2 = dt
rNH3
dc(NH3 ) = dt
d c ( N H ) 1 d c ( N ) 1 d c ( H ) 1 d c 3 2 2 = = = d t 3d t 2 d t ν d t
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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d c B 为导数，它的几何意义是c-t曲线上某 dt 点的斜率。例如270 0 s时的瞬时速率：
A点的斜率=
0 . 144 0 5 2 . 58 10 2 ( 55 . 8 0 ) 10
r = 2 . 5 8 1 0 m o l L s
-△[N2O5]/ r mol· L-1 mol· L-1· s-1 0.15 0.25 0.39 0.23 0.32 0.14 0.19 1.5×10-3 1.3×10-3 0.99×10-3 0.77×10-3 0.45×10-3 0.35×10-3 0.27×10-3
可见，反应速率随时间而变化。
总分应： H2(g) +I2(g) → 2HI(g) 是非基元反应
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3. 化学反应的速率方程
SO2 Cl2→ SO2+Cl2
NO2 +CO → NO + CO2
2NO2 → 2NO + O2
r∝ [SO2 Cl2] r∝ [NO2 ][CO ] r∝ [NO2 ]2
r =k1[SO2 Cl2] r=k2[NO2 ][CO ] r=k3 [NO2 ]2
NO g O g NO g O g 为基元反应 3 2
T 500 K 2
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2. 非基元反应：由两个或两个以上基元反应所
(或复杂反应) 构成的反应。
反应 H2(g) +I2(g) → 2HI(g) 分两步进行 第一步 I2 I + I (快 ) 第二步 H2 + 2I → 2HI (慢 )
故 r ( N O ) r ( N O ) r ( O ) 25 2 2
由反应式可知
1 1 r ( N O ) = r ( N O ) =( rO ) 2 5 2 2 2 4
对反应
a A＋ b B = g G＋ h H
1 1 1 1 r ( A ) =r ( B ) =r ( G ) =r ( H ) a b g h
二、平均速率
反应进程中某时间间隔(△t)内参与反应的物质 浓度的变化量 c B r t
例：2N2O5(CCl4) t1= 0 s t2=100 s
4NO2(CCl4) + O2(g)
[N2O5]1 = 2.10 mol· L-1 [N2O5]2= 1.95 mol· L-1
[NO] 2 5 2 -[NO] 2 51 1 .9 5-2 .1 0 r= = Δ t 1 0 0 -3(m -1s-1) =1 .51 0 o lL
第7章
化学动力学基础
化学化工学院 柴雅琴
本章教学要求
1．第1节建立反应速率的概念，即平均速 率和瞬时速率。 2．第2、3节掌握质量作用定律和阿仑尼 乌斯公式。熟悉影响反应速率的因素。 3．第5节了解反应机理。 4. 第6节了解催化反应。
§7-1 化学反应速率
一、概述 1. 化学反应速率定义： 在一定条件下反应物转变为生成物的速 率，用r表示（rate）。 2. 化学反应速率表示方法： 单位时间内反应物浓度的减少或生成物 浓度的增加。 3.化学反应速率单位：mol· L-1· s-1(或min-1、 h-1)
反应速率之比等于化学计量系数之比。
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三、瞬时速率(r)
某一时刻的反应速率，以r表示。 对于反应
2N2O5= 4NO2+ O2
Δ [NO] 2 5 r(NO 2 5 )= Δ t
当 Δ t 0 时 ， （ r N O ） （ r N O ） 2 5 2 5
Δ [ N O ] d [ N O ] 2 5 2 5 r ( N O ) = l i m ( ) = 2 5 Δ t 0 Δ t d t Δ cB d cB r =lim = Δ t 0 Δ t d t
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§7-2 浓度对化学反应速率的影响
• 在一定温度下，增加反应物的浓度可以 增大反应速率。 • 用碰撞理论解释：
一、速率方程 1. 基元反应：由反应物一步生成生成物的反应。
没有可用宏观实验方法检测到的中间产物。
简单反应：由一个基元反应所构成的反应。 SO2 Cl2→ SO2+Cl2 NO2 +CO → NO + CO2 2NO2 → 2NO + O2