山东理工大字第三节化学反应速率SHANEONGUNIVERSITYOETFCHNOLOGY(△,G化学反应可能性，但不表示速率△,G (HgO)=-90.8kJ-mol-1,△,G(HgS)=-58.2kJ-mol-1)化学反应的速率首先与反应本性决定。（如煤、石油的形成要几千万年橡胶、塑料的老化要几年:炸药的爆炸、酸碱中和、照相底片的爆光几乎在瞬间完成)同一反应,在不同的条件下,反应速率也不相同,如常温下钢铁氧化很慢.但在高温下就很快我们研究化学反应速率的目的:对有利反应,采取措施,提高生产效率,对不利反应则要降低反应速率,减少损失
(ΔrG化学反应可能性，但不表示速率, ΔrG (HgO)=-90.8kJ·mol-1 ,ΔrG(HgS)=-58.2kJ·mol-1 ) 化学反应的速率首先与反应本性决定。 (如煤、石油 的形成要几千万年,橡胶、塑料的老化要几年;炸药的 爆炸、酸碱中和、照相底片的爆光几乎在瞬间完成) 。 同一反应,在不同的条件下,反应速率也不相同,如常温 下钢铁氧化很慢,但在高温下就很快。 我们研究化学反应速率的目的:对有利反应,采取措 施,提高生产效率,对不利反应则要降低反应速率,减少 损失。 第三节 化学反应速率
山东理工大窖一.化学反应速率的表示方法SHANEONGUNIVERSITYOETFCHNOLOGY1.定义:单位时间内反应物或产物浓度的改变V=ACIAt例1.在某一定条件下,有H,和N,合成NH,反应,设开始时,[H2]=3.0mol.L-1,[N2]=1.0mol.L-1,3秒后,测得,[N2]=0.7mol.L-1,求反应速率。解：N2 + 3H2 === 2NH301.03.0mol.L-1[开始]0.7[3s后]0.3[变化]3X0.32X0.30.10.30.2△CIAtmol.L-1.s-1
一.化学反应速率的表示方法 1.定义:单位时间内反应物或产物浓度的改变。 V=△C/△t 例1.在某一定条件下,有H2和N2合成NH3反应,设开 始时,[H2 ]=3.0mol.L-1 ,[N2 ]=1.0mol.L-1 ,3秒后,测得 ,[N2 ]=0.7mol.L-1 ,求反应速率。 解： N2 + 3H2 === 2NH3 [开始] 1.0 3.0 0 mol.L-1 [3s后] 0.7 [变化] 0.3 3×0.3 2×0.3 △C/△t 0.1 0.3 0.2 mol.L-1 .s-1
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOETFCHNOLOGY说明：①同一反应，用不同物种浓度变化来表示数据可以不同。②若均除以系数，则v可一致aA+bB→cC+dDV=1/a.△Ca/△t =1/b.△Cb/ △t =1/c.△Cc/△t=1/d. △Cp/△t2.平均速率化学反应速率会随一些因素而变化，一般来说，在温度不变时，V随反应物浓度的降低而降低，因此，上述速率是在3秒内的平均速率
说明：①同一反应，用不同物种浓度变化来表示， 数据可以不同。 ②若均除以系数，则v可一致。 aA+bB→cC+dD V=1/a.△CA /△t =1/b.△CB /△t =1/c.△CC/△t =1/d. △CD/△t 2.平均速率 化学反应速率会随一些因素而变化，一般 来说，在温度不变时，V随反应物浓度的降低而 降低，因此，上述速率是在３秒内的平均速率
山东理工大客二、反应物浓度对化学反应速率的影响SHANEONGUNIVERSITYOETFCHNOLOGY反应速率α碰撞次数α反应物浓度16次6次8次4次A（）和B(O）之间的碰撞
二 、反应物浓度对化学反应速率的影响 反应速率∝碰撞 次数∝反应物浓度
山东理工大字..rHLOGY(2)(3)(4)(5)02000400060008000t /s率L与浓度仕图工儿乎定一杀直线
1.质量作用定律（又叫反应速率定律） 1863年挪威化学家Guldberg和Wagge通过大 量的实验认为，化学反应速率与反应物浓度有 关。 实验： 2KIO3+5NaHSO3=NaSO4+3NaHSO4+K2SO4 +I2+H2O 淀粉变蓝所需时间t，v=1/t 改变KIO3浓度，我们发现v正比于KIO3浓度,速率 与浓度在图上几乎是一条直线。 化学反应速率与反应物浓度 (5) (4) (3) (2) 0 2000 4000 6000 8000 t / s
山东理工大客质量作用定律SHANEONGUNIVERSITYOETFCHNOLOGYaA+bB-→cC+dDVoC*A VoC CYBV=kC*AC'B质量作用定律：反应物浓度与反应速率间的上述关系。X,y由实验确定，分别为反应物A、B的反应级数。一般反应物浓度高，反应速率大。速率增加的程度由实验确定。为什么？（反应物若是固体或纯液体，增加反应物的量其浓度不变，只有溶液和气体的浓度能人为改变。）增大分子的有效碰撞次数
aA+bB→cC+dD v∝c x A v∝c y B v=kcx Ac y B 质量作用定律：反应物浓度与反应速率间的上 述关系。X,y由实验确定，分别为反应物A、B的反应 级数。 一般反应物浓度高，反应速率大。速率增 加的程度由实验确定。为什么？ （反应物若是固体或纯液体，增加反应物的量 其浓度不变，只有溶液和气体的浓度能人为改 变。）增大分子的有效碰撞次数。 质量作用定律
山东理工大字三、温度对化学反应速率的影响SHANDONGUNIVERSITYOETFCHNOLOGY1.概述：升高温度，往往能加快反应的进行。人们归纳了许多实验结果后发现，反应物浓度恒定时，对大多数反应而言，其温度每升高10K，反应速率大约增加2～4倍。1887年S·Arrhenius总结了大量实验事实，指出反应速率与温度的定量关系为k=Ae-Ea/RTA=指前因子pre-exponentialfactor(pZ)E,=活化能 activation energy(J?mol-1)R=气体常数 gas constant (8.314 J/mol-K)T=温度 temperature (K
三、温度对化学反应速率的影响 1887年S ·Arrhenius总结了大量实验事实，指出反应速率与 温度的定量关系为 k=Ae-Ea/RT A = 指前因子 pre-exponential factor(pZ) Ea = 活化能 activation energy (J•mol-1 ) R =气体常数 gas constant (8.314 J/mol-K) T = 温度 temperature (K) 1.概述： 升高温度，往往能加快反应的进行。人们归纳了许多实 验结果后发现，反应物浓度恒定时，对大多数反应而言，其 温度每升高10K，反应速率大约增加2～4倍
山东理工大家三、温度对化学反应速率的影响SHANDONGUNIVERSITYOETFCHNOLOGYk-Ae-Ea/RT取对数得In(k/[k))= - Ea/RT +In(A/[AJ)换成常用对数Ig (k/[k]) =- Ea/2.303RT +lg(A/[A])由上式可以看出：1.在相同温度下，活化能Ea越小，其k值就越大反应速率越快；反之亦然，2.对同一反应来说，温度越高，k值就越大，反应速率也越快；反之，温度越低，k值就越小反应速率也越慢
k=Ae-Ea/RT 取对数得ln(k/[k])= – Ea/RT +ln(A/[A]) 换成常用对数 lg（k/[k]）= – Ea/2.303RT +lg（A/[A]） 由上式可以看出： 1.在相同温度下，活化能Ea越小，其k值就越大 反应速率越快；反之亦然。 2.对同一反应来说，温度越高，k值就越大，反 应速率也越快 ；反之，温度越低，k值就越小 反应速率也越慢。 三、温度对化学反应速率的影响
山东理工大客三、温度对化学反应速率的影响SHANDONGUNIVERSITYOETFCHNOLOGY2.反应活化能碰撞理论----Lewis反应物分子要发生反应必须碰撞,反应速度与单位时间内气体分子间的碰撞次数成正比实际情况为何慢很多?-------有效碰撞活化能---活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差在一定温度下,活化能越大反应速度越慢,活化能越小反应速度越快
碰撞理论-Lewis 反应物分子要发生反应必须碰撞,反应速度 与单位时间内气体分子间的碰撞次数成正比. 实际情况为何慢很多?-有效碰撞 活化能-活化分子的平均能量与反应物分子 的平均能量之差 在一定温度下,活化能越大反应速度越慢,活化能越 小反应速度越快. 2.反应活化能 三、温度对化学反应速率的影响
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOETFCHNOLOGY形状因子：分子通过碰撞发生化学反应，不仅需要足够的能量而且需要适当的方位例如:CO+NO, = CO,+NO适当的碰撞方位不适当的碰撞方位碰撞理论直观、形象、物理意义明确，但它把分子看成没有内部结构的刚性球体，模型过于简单