化学反应速率与化学动力学的初步概念.ppt

△t/s 400 400 400 400 400 400 400
△c(H2O2)/mol·dm–3 －0.60 －0.42 －0.32 －0.25 －0.19 －0.15 －0.11
反应的平均速率=
－△c(H2O2) △t
2.50
average rate
(－△c(H2O2)/△t)/mol·dm–3·s–1 15.0×10-4 10.5×10-4 8.0×10-4 6.3×10-4 4.8×10-4 4.8×10-4 2.8×10-4
以H2O2在水溶液中的分解反应为例讨论这两个概念。
2 H2O2(aq)
2 H2O(l) ＋ O2(g)
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分解反应的数据分析
t/s 0 400 800 1 200 1 600 2 000 2 400 2 800
c(H2O2)/mol·dm–3 2.32 1.72 1.30 0.98 0.73 0.54 0.39 0.28
第4章化学反应速率
与化学动力学
的初步概念
Chapter 4 Primary Conception of Chemical Reaction Rate and Chemical Kinetics
本章教学要求
1. 初步了解化学反应速率、速率方程、碰撞理论、过 渡状态理论和活化能概念；
2. 理解并会用浓度、温度、催化剂诸因素解释其对化 学反应速率的影响；
1.50
c(H2O )/ 2mol·dm-3
0.50
随着时间的推移，双氧水的浓度在减小！
400
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1200 2000 2800
T/s
平均速率用反应物和产物表示都可以
General formula
对于一般的化学反应：
aA + bB
yY + zZ
dcA dcB dcY dcZ
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4.1 化学反应的平均速率和瞬时速率 Average rate and instantaneous rate of chemical reaction
4.1.1 化学反应的平均速率The average rate of chemical reaction
4.1.2 反应的瞬时速率Instantaneous rate of chemical reaction
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文物是不可再生的资源
随着空气中二氧化硫浓度的增加,使 得酸雨的“浓度” 也在增加。结果文物被 腐蚀的速度也在加快。
化学动力学(化学的动力学)研究的是反应进行的速 率, 并根据研究反应速率提供的信息探讨反应机理，即研 究反应的快慢和反应进行的途径。
H2与O2具有生成H2O的强烈趋势, 但室温下气体混 合物放置1万年仍看不出生成H2O的迹象。为了利用这个 反应释放的巨大能量, 就必须提供适当的动力学条件。 因此，化学动力学研究还在于其实用意义。
对于反应
O3(g) NO(g) NO2(g) O2(g)
ν kc(NO) c(O3 )
发生有效碰撞的两个基本前提: ● 碰撞粒子的动能必须足够大
● 对有些物种而言,碰撞的几何方位要适当
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对于反应 O
C
O 118pNm
O+
CO
113pm
4.2.1 碰撞理论 Collision theory 4.2.2 过渡状态理论 Transition state
theory
4.2.3 活化能 Ea Activation energy
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反应速率理论
4.2.1 碰撞理论
Reaction rate theory
1918年 Lewis以气体分子运动论为基础提出。
2N2O5 →4NO2+O2
0.20
v=5.4×10-4 mol ·dm-3 ·s-1 v=2.7×10-4 mol ·dm-3 ·s-1
v dc(N2O5) dt
lim v t 0
400 800 1200 1600 2000 时间(s)
c(N2O5)/mol·dm-3 0.90 0.45
v/mol ·dm-3 ·s-1 5.4×10-4 2.7×10-4
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4.1.1 化学反应的平均速率
定义
反应速率 (反应比率) 是指给定条件下反应物通过化 学反应转化为产物的速率，常用单位时间内反应物浓度 的减少或者产物浓度的增加来表示。
浓度常用moldm–3，时间常用s，min，h，d，y。反 应速率又分为平均速率（平均比率）和瞬时速率（瞬间 比率）两种表示方法。
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Question 1 反应 2W+X Y+Z
哪种速率表达式是正确的？
a.
dc(X) dt
dc(Y) dt
b.
dc(X) dt
dc(W ) dt
c.
dc(Z) dt
dc(Y) dt
d.
dc(Z) dt
dc(W ) dt
（同学们自己回答）
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4.2 反应速率理论简介 Brief introductory to reaction rate theory
3. 初步掌握阿仑尼乌斯公式的应用，会用其求算活化 能及某温度下的反应速率；
4. 理解反应分子数和反应级数的概念，会进行基元反 应有关的简单计算；
5. 初步掌握零级、一级和二级反应的特征。
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4.1 化学反应的平均速率和 瞬 时速率 Average rate and instantaneous rate of chemical reaction
adt bdt ydt zdt
▲ 实际工作中如何选择，往往取决于哪一种物质更易 通过实验监测其浓度变化。
▲ 速率方程相同，但各自的k不同。
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4.1.2 反应的瞬时速率
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1.00
瞬时速率只能用作
0.80
c(N2O5)/mol·dm-3
图的方法得到，例如对 0.60
于反应（45 ℃ ）： 0.40
4.2 反应速率理论简介 Brief introductory to reaction rate theory
4.3 影响化学反应速率的因素 Influential factors on chemical reaction rate
4.4 化学反应机理及其研究方法 Chemical reaction mechanism and the study methods