2化学反应速率 ·本章学习目的与要求: ·1.化学反应速率的意义、能用化学反应进度的概 念表示化学反应速率; ·2理解和掌握浓度、温度等因素与化学反应速率 的定量关系; 3理解基元反应、化学反应速率常数、反应级数 的意义; 4.学会用活化能、活化分子等概念解释化学反应 速率的影响因素; ·5.了解多相反应、光化学反应、链反应的概念
2 化学反应速率 • 本章学习目的与要求： • 1.化学反应速率的意义、能用化学反应进度的概 念表示化学反应速率; • 2.理解和掌握浓度、温度等因素与化学反应速率 的定量关系; • 3.理解基元反应、化学反应速率常数、反应级数 的意义; • 4.学会用活化能、活化分子等概念解释化学反应 速率的影响因素; • 5.了解多相反应、光化学反应、链反应的概念 ;
概述:热力学—可能性动力学 现实性 F61: CO(g)+NO(g)=co2 (g)+1/2 n2(g) r m (298.15K)=-344kJ.mo1-1 反应的可能性很大, 可以用此法来治理汽车尾气,但反应速率 却慢,要实现它,需要提高反应的速率
• 概 述： 热力学 —— 可能性 动力学—— 现实性 • 例：CO(g) + NO(g) = CO2 (g) + 1/2 N2 (g) • Δ rGm θ （ 298.15K ） = - 344 kJ.mol-1 反应的可能性很大， • 可以用此法来治理汽车尾气，但反应速率 却慢，要实现它，需要提高反应的速率
21化学反应速率及其表示方法 1、化学反应速率 定义:化学反应进度随时间的变化率 为反应速率,表示为: a =de/dt=v 单位:mo1/s 对于一般化学反应 aa+bb=gg+ dd v=5 d/dt= ve I d nr/d t
2.1 化学反应速率及其表示方法 • 1、化学反应速率 • 定义：化学反应进度随时间的变化率 为反应速率，表示为： • ξ = dξ/dt = ν • 单位： mol/s • 对于一般化学反应 • a A + b B = g G + d D • ν = ξ = dξ/dt = vB - 1 d nB/d t
对有限量的变化 △np/△t 若反应体系的体积为V、且不随时间而变化,用下 式表示化学反应速率 B d cB d t d t 对于有限量的变化:v=vB1△CB/△t 单位:mol/m3s
• 对有限量的变化 ： • ξ = vB - 1 ΔnB / Δt • 若反应体系的体积为V、且不随时间而变化，用下 式表示化学反应速率 • d （nB/V） d CB • ν = ξ/V = vB - 1 = vB - 1 • d t d t • 对于有限量的变化： v = vB - 1 ΔCB / Δt • 单位：mol /m3 ·s
例 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) B(始):1.03.0 2.0 mo1/m t三2s:0.8 2.4 1.6 mol /m3 △t:2.02.0 2.0 S △C B 0.2-0.6 0.4 mol/ m 0.10 0.10 0.10mol/m3·s
• 例： N2 (g) + 3H2 (g) = 2 NH3 (g) • vB :- 1 -3 2 • CB(始)：1.0 3.0 2.0 mol/m3 • t = 2s : 0.8 2.4 1.6 mol/m3 • Δt : 2.0 2.0 2.0 s • ΔCB : -0.2 -0.6 0.4 mol/m3 • v : 0.10 0.10 0.10 mol/m3 ·s
2.v=vB-1△CB/△t定义的反应速率的特点: (1)数值的大小与选择的物质种类无关,对同一反应, 只有一个值 (2)对于反应物、VB与ΔCB均为负值; ·(3)在实际应用中,常选浓度变化易测定那种物质来 表示化学反应速率;也可测定物质的其它物理量或用 光谱、色谱仪测定反应物或生成物浓度随时间的变化 率
• 2.v = vB - 1 ΔCB / Δt 定义的反应速率的特点： • （1）数值的大小与选择的物质种类无关，对同一反应， • 只有一个值; • （2）对于反应物、 vB 与ΔCB 均为负值; • （3）在实际应用中，常选浓度变化易测定那种物质来 • 表示化学反应速率;也可测定物质的其它物理量或用 • 光谱、色谱仪测定反应物或生成 物浓度随时间的变化 • 率
2、2影响化学反应速率的因素 内因:反应物的组成、结构、碰撞及其能量 静态) (动态) ·化学反应的快、慢 外因:反应物浓度、温度、压力、催化 剂等
2、2 影响化学反应速率的因素 – 内因：反应物的组成、结构、碰撞及其能量 • （静态） （动态） • 化学反应的快、慢 • 外因：反应物浓度、温度、压力、催化 • 剂等
2、2、1浓度与化学反应速率的关系 1、基元反应与非基元反应 定义: 例:O2+H(g)=HO(g)+O(g)基元反应 2NO+2H2=N2+2H2O非基元反应 2NO+H2=N2+H2O2(慢) H2O2+H2=2H2O(快)
2、2、1 浓度与化学反应速率的关系 • 1、基元反应与非基元反应 • 定义： • 例：O2 + H(g) = HO(g) + O (g) 基元反应 • 2NO + 2H2 = N2 + 2H2O 非基元反应 • 2NO + H2 = N2 + H2O2 （慢） • H2O2 + H2 = 2H2 O （快）
2、基元反应的速率方程式质量作用定律 (1)定律意义与表达式 对于基元反应aA+bB=gG+dD v=kCa CB ·(2)特点:可以根据反应方程式直接写出表 达式
• 2、 基元反应的速率方程式——质量作用定律 • （ 1） 定律意义与表达式 • 对于基元反应 a A + b B = g G + d D • v = k CA aCB b • （2）特点：可以根据反应方程式直接写出表 达式
3、非基元反应的速率方程式 (1)定律意义与表达式 对于非基元反应aA+bB+gG+dD ⅴ= k cpB (2)特点:式中a、B等指数是待定数; 表达式不能直接根据反应式写出, ·必须由实验确定。(例P33) 2C0(g)+02(g)=202(g)(V2O5催化剂) V=kc(CO)(实际为一级反应)
• 3、 非基元反应的速率方程式 • （1）定律意义与表达式 • 对于非基元反应 a A + b B + ┅ g G + d D + ┅ • v = k CA α CB β ┅ • （2） 特点： 式中 α、β等指数是待定数； • 表达式不能直接根据反应式写出， • 必须由实验确定。（例 P33） • 2CO(g) + O2(g) = 2CO2 (g) (V2O5催化剂) • v = k c(CO) ( 实际为一级反应)