基础化学课件：第七章化学反应速率

v lim c dc t0 t dt
Δt → 0 时，平均速率的极限。
c (concentration)
cA cA1
A
B
vA
dcA dt
cA2
△t
t1
t2
t (time)
恒容条件下 aA+bB
dD+eE
(dcA ) : (dcB) : dcD : dcE a : b : d : e
即 dcA : dcB : dcD : dcE a : b : d : e dt dt dt dt
v /mol·L-1·min-1
0.020 0.010 0.0050 0.0025
v/mol·L-1·min-1
0.014 0.0075 0.0038 0.0019
平均速率： v
瞬时速率？
0 ~ 20 min v 0.40 0.80 0.020 mol L1 min1 20
1. 平均速率 2. 瞬时速率(instantaneous rate)
2.10
0
0
100秒末浓度/mol·L-1
1.95
0.30 0.075
试计算反应开始100秒内的平均速率。
v 1 1.95 2.10 7.5104 mol L1 s1 2 100
表7-1 室温下 H2O2 溶液分解的速率
t/min
0 20 40 60 80
c/mol·L-1
0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
H2O( l )
～1023 年！
1 d 1 dnB 1 dcB
一、化学反应速率
V dt V Bdt B dt
单位体积内反应进度随时间的变化率或者
物质浓度随时间的改变。v/mol·L-1·s-1 等
浓度单位：mol·L-1； 时间单位：s(second)、min(minute)、h(hour)、d(day)
求：⑴速率方程 ⑵速率常数
解：⑴ 比较序号1→3实验数据
cNO不变
cH2 ,2 2 cH2 ,1 1
v2 2 v1 1
Hale Waihona Puke cH2 ,3 3 cH2 ,1 1
v3 3 v1 1
v k c(H2 ) c2 (NO)
v cH2
比较序号4→6实验数据： k 速率常数(rate constant)
∴ vA : vB : vD : vE = a : b : d : e
反应速率之比等于各反应物计量系数之比
或
v
1 a
vA
1 b
vB
1 d
vD
1 e
vE
影响化学反应速率的主要因素有：内因（反应本性） 外因（反应物浓度、温度、催化剂等）
第二节 浓度对化学反应速率的影响 （化学反应的速率方程）
一、速率方程 表示反应物浓度与反应速率之间定量关系的数学式
v c cH2 不变
cNO,5 2 cNO,4 1
v5 4 22 v4 1 1
2 NO
cNO,6 3 cNO,4 1
v6 9 32 v4 1 1
v k cH2 cN2 O
⑵ 代入任一组数据求出k 值，如第3组：
v k
cH2 cN2 O
9.56 10 3 3.00 10 3 (6.00 10 3 )2 8.85 10 4 (L2 mol 2 s1)
二、表示方法
1．平均速率(average rate)
A+B
D
变化值 总是 终态量减去始态量
v cA cB cD
At Bt Dt
例：在298K下，将2.10 mol·L-1的N2O5充入一密闭容器中，分解
反应中各物质浓度变化如下：2N2O5（g）→4NO2(g) + O2(g)
起始浓度/mol·L-1
注意：
① 只能根据实验确定反应的速率方程。 ② 反应物中有纯固体或纯液体，其浓度项不写出。
C(s) + O2(g) CO2(g) v = k·c(O2)
③ 不包括稀溶液中参与反应的溶剂的浓度项。
二、速率常数与反应级数 速率常数k与本性、温度、催化剂有关，与浓度无关。
反应级数 ( order of reaction )： 速率方程式中，各反应物浓度项的指数之和。
6.00×10-3
3
6.00×10-3
4
1.00×10-3
5
2.00×10-3
6
3.00×10-3
H2的起始浓度 /mol·L-1 1.00×10-3 2.00×10-3 3.00×10-3 6.00×10-3 6.00×10-3 6.00×10-3
起始速率
/mol·L-1·s-1 3.20×10-3 6.38×10-3 9.56×10-3 0.49×10-3 1.98×10-3 4.42×10-3
第七章 化学反应速率 教学目的与要求：
1．理解化学反应速率、元反应、活化分子、活化能、反应机制、 反应分子数、反应级数、催化剂等基本概念。
2．掌握元反应的质量作用定律及其应用。 3．了解反应速率与温度的一般关系，掌握Arrhenius方程
的各种形式及其应用。 4．理解催化剂的定义及催化剂的共同特征。
如 : 2N2O Au 2N2 O2 v k c0 (N2O)
零级反应
2H2O2 2H2O O2 v k c(H2O2)
一级反应
H2 Cl2 2HCl
1
v k c(H2) c2 (Cl2) 1.5级反应
2NO2 2NO O2 v k c2(NO2)
为什么化学平衡还会移动？ 6. 催化剂有哪些基本特点？ 7. 催化剂加快反应速率的原因是什么？
第七章 化学反应速率
Rate of chemical reaction
反应进行的快慢
化学动力学
反应能否发生 及反应的限度
化学热力学 及化学平衡
第一节 化学反应速率的表示方法
常温
H2 (g) + 1/2 O2 (g)
任一反应： aA + bB → 产物
速率方程：v = kc(A)·c(B)
α、β：反应级数，由实验确定！ k：速率常数，与浓度无关。
例7-1：在1073 K时，发生如下反应：
2NO(g) + 2H2(g) → N2(g) + 2H2O(g)
序号 NO的起始浓度
/mol·L-1
1
6.00×10-3
2
教学重点： 浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响 教学难点：过渡态理论
第七章 思考题
1. 如何表达化学反应速率？影响化学反应速率的因素有哪些？ 2. 什么是活化能？ 3. k 的物理意义是什么？k 的单位是否与反应级数有关？ 4. 温度升高化学反应速率加快的根本原因是什么？ 5. 升温或降温，可逆反应的正、逆反应速率都加快或减慢，