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,歡迎進入化學課堂,化學反應速率,本章主要內容及要求：1．化學反應速率的概念及其實驗測定方法。2．了解反應速率理論：碰撞理論、過渡狀態(tài)理論。3．了解基元反應、復雜反應、反應級數、反應分子數的概念。4．掌握質量作用定律和化學反應的速率方程式。5．掌握濃度、溫度及催化劑對反應速率的影響。6．掌握溫度與反應速率關系的阿侖尼烏斯經驗公式，并能用活化分子、活化能等概念解釋濃度、溫度、催化劑等外界因素對反應速率的影響。,化學反應速率的定義及其表示方法,1-1化學反應速率的概念是指一定條件下單位時間內某化學反應的反應物轉變?yōu)樯晌锏乃俾?。對于均勻體系的恒容（V不變）反應，習慣用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示，而且習取正值。濃度單位通常用molL-1，時間單位視反應快慢，可分別用秒(s)、分(min)或小時(h)等表示。這樣，化學反應速率的單位可為molL-1s-1、molL-1min-1、molL-1h-1。,例如：２N2O5＝４NO2+O2,從表7-1數據可知,不同時間間隔里,反應的不同且三個式子都表示同一化學反應的速率，但采用不同物質的濃度變化來表示時，其數值不一定相同，但它們之間有內在聯(lián)系：(每消耗2molN2O5就產生４molNO2和1molO2)以上所討論的反應速率都是某一段時間內的平均反應速率，當時，則可表示某一時刻的化學反應速率，稱為瞬間反應速率.一般用作圖法求得。,顯然，在這里用三種物質表示的速率之比是2:4:1，它們之間的比值為反應方程式中相應物質化學式前的系數比。對于一般反應：aA+bB=dD+eE可表示為：=－ΔCA/aΔt=－ΔCB/bΔt=ΔCD/dΔt=ΔCE/eΔt,2-2反應速率的表示：①某一時刻的反應速率、瞬時速率②平均速率③用反應中的任何物質表示反應速率，數值上都是一樣的；④瞬時速率的測定可以由作圖法得到：以c-t作圖,得一曲線，要求某一時刻c的瞬間反應速率，在c點作曲線的切線，切線的斜率即為瞬間反應速率。,7-2反應速率理論簡介2-1碰撞理論反應物分子(或原子、離子)之間必須相互碰撞，才有可能發(fā)生化學反應。但是反應物分子之間并不是每一次碰撞都能發(fā)生反應?；罨肿?是指一些動能特大,且能發(fā)生有效碰撞的分子.活化能（Ea）:活化分子的平均能量與反應物分子的平均能量之差，即：Ea＝活化分子Ea*－普通分子E一般化學反應的活化能約在40～400KJ.mol-1之間。在一定溫度下，反應時活化能（Ea）越大，活化分子所占的百分數越小，反應速度越慢。反之Ea越小，活化分子所占的百分數越大，反應速度越快。,2-2過渡狀態(tài)理論過渡狀態(tài)理論認為：化學反應不只是通過反應物分子之間簡單碰撞就能完成的，而是在碰撞后先要經過一個中間的過渡狀態(tài)，即首先形成一種活性集團(活化配合物)反應物活化配合物(過渡狀態(tài))生成物,例如：在下列反應中A＋BC→AB＋C反應過程中隨著A，B，C三原子相對位置的改變形成活化配合物(A…B…C)?(過渡狀態(tài))：A＋BC→（A…B…C)?→AB＋C,7-3影響化學反應速率的因素3-1濃度對化學反應速率的影響恒T條件下,V主要決定于反應物濃度，反應物濃度越大,V越快,這個現象可用碰撞理論來解釋:在恒T條件下,對某一化學反應來說,反應物中活化分子的百分數是一定的.增加反應物濃度時,單位體積的活化分子數目增多,反應物分子有效碰撞的頻率增大,V增大。1．基元反應：對于簡單反應，反應物分子在有效碰撞中經過一次化學變化就能轉化為產物的反應。2．基元反應的化學反應速率方程式：可由質量作用定律描述,3.質量作用定律：恒溫下，基元反應的反應速度與各反應物濃度系數方次的乘積成正比。例如：基元反應aA+bBgG+hH速率方程V=k速率常數k的意義:①可理解為當反應物濃度都為單位濃度時的反應速率；②k由化學反應本身決定，是化學反應在一定溫度時的特征常數；③相同條件下，k值越大，反應速率越快；④k的數值與反應物的濃度無關。,4．非基元反應：反應物分子需經幾步反應才能轉化為生成物的反應。例如：H2+I22HI分二步進行（1）I22I(快反應)（2）2I+H22HI(慢反應)速率方程V=k對于非基元反應，其反應的速率方程只有通過實驗來確定。,5.反應的分子數和反應級數反應的分子數:從微觀上用來說明各反應物分子經碰撞而發(fā)生的過程中所包含的分子數，所以反應分子數僅對基元反應而言。按反應物的分子數,基元反應可分為三類：①單分子反應:分解反應或異構化反應②雙分子反應:多數反應③三分子反應:少數反應三個質點同時碰撞的幾率很小反應級數:反應的速率方程中各反應物濃度指數之和。反應級數可以是0,1,2,3或分數。對于基元反應反應分子數與反應級數是一致的。,6.速率常數k的單位與反應級數的關系反應級數速率方程k的單位1V=k(A)s-12V=k(A)2dm3mol-1sNV=k(A)N(dm3mol-1)N-1s-20V=kmoldm-3s-1因此，由k的單位，可判斷出反應的級數.,溫度對反應速率有明顯的影響，且其影響較復雜，多數化學反應隨溫度升高，反應速率增大。一般來說，溫度每升高10K，反應速率大約增加2-3倍。（1）用碰撞理論解釋:溫度升高，活化分子的百分數增加，有效碰撞的百分數升高，速率增大。（2）用過渡狀態(tài)理論解釋：不論反應吸熱還是放熱，在反應過程中反應物必須爬過一個能壘反應才能進行。,3-2溫度對化學反應速率的影響,1．Arrhenius(阿侖尼烏斯)公式A：反應的頻率因子，對確定的化學反應是一常數，A與k同一量綱；Ea：反應活化能；R：8.314Jmol-1K-1T：熱力學溫度,2.溫度T對k的影晌；Ｔ稍有變化，k有較大變化，尤其Ｅa較大時其變化更明顯。（１）升高溫度更有利于Ｅa較大的反應進行；（２）一個反應在低溫時速率隨溫度變化比在高溫時顯著得多。如由實驗測得某一反應在一系列不同溫度時的k值，以lgk對1/T作圖，可得一直線，直線的斜率為－Ｅa/(2.303R)，在縱坐標的截距為lgA，利用直線的斜率，可求反應的Ｅa。,在Ｔ1、T2時，①②②－①得：或,3.阿侖尼烏斯公式圓滿解決了兩個問題：①Ｔ對Ｖ的影響：Ｅa一定，Ｔ越高，越大，k越大，速率越大，k與Ｔ呈指數關系，Ｔ稍有變化，k有較大變化②Ｅa對Ｖ的影響：Ｔ一定，Ea越小，越大，k越大，速率越大。,３-３催化劑對化學反應速率的影響催化劑：是一種能改變化學反應速率，其本身在反應前后質量和化學組成均不改變的物質。凡能加快反應速率的催化劑叫正催化劑；凡能減慢速率的催化劑叫負催化劑。一般所說的催化劑是指正催化劑。,1．催化劑改變反應速率的原因降低了反應的活化能；不改變反應的自由能也不改變平衡常數k；縮短平衡到達的時間，加快平衡的到來。,2．催化類型化學催化：均相催化、非均相催化；生物催化：生命體中各種酶的催化；物理催化：光催化、電催化。,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,