第7章化学反应速率化学动力学发展的三个阶段：1.十九世纪后半叶：宏观化学动力学阶段1863年，挪威化学家古德贝格和瓦格，质量作用定律：1889年，阿累尼乌斯定律；2.1900~1950，碰撞理论、过渡态理论：链反应3.1950年以后，微观化学动力学/分子反应动态学：在分子水平来研究分子的一次碰撞行为中的变化，基元反应的微观历程
第 7 章 化学反应速率 化学动力学发展的三个阶段： 1. 十九世纪后半叶：宏观化学动力学阶段 1863年，挪威化学家古德贝格和瓦格，质量作用定律； 1889年, 阿累尼乌斯定律； 2. 1900~1950，——碰撞理论、过渡态理论；链反应 3. 1950年以后，微观化学动力学/分子反应动态学： 在分子水平来研究分子的一次碰撞行为中的变化， 基元反应的微观历程
本章内容1反应速率的定义2影响因素2-1浓度2-2温度2-3反应物之间接触情况2-4催化剂3反应速率理论3-1碰撞理论3-2过渡态理论（活化配合物理论）
1 反应速率的定义 2 影响因素 2-1 浓度 2-2 温度 2-3 反应物之间接触情况 2-4 催化剂 3 反应速率理论 3-1 碰撞理论 3-2 过渡态理论（活化配合物理论） 本章内容
反应速率的定义平均速率(1）定义1:r=△C/△t>0,单位：molL-1.s-例如：N2+3H-2NH30t=0/mol·L-11.03.0t=2s/molL-10.82.40.4rn2=-(0.8-1.0)/2=0.1(mol-L-l.s-)TH2=-(2.4-3.0)/2=0.3(mol-L-1.s-)INH3=0.4/2=0.2(mol·L-1.s-l)即rN2：ru2:rNH3=1:3:2IN2/1=Im2/3=INH3/2
1 反应速率的定义 例如: N2 + 3 H2 = 2NH3 t = 0 /mol·L-1 1.0 3.0 0 t =2s /mol·L-1 0.8 2.4 0.4 rN2 = - (0.8-1.0)/2 = 0.1(mol·L-1·s-1 ) rH2 = - (2.4-3.0)/2 = 0.3 (mol·L-1·s-1 ) rNH3 = 0.4/2 =0.2 (mol·L-1·s-1 ) 即 rN2 ：rH2 ：rNH3 = 1：3：2 rN2 /1 = rH2 /3 = rNH3 /2 （1） 平均速率 定义1: r = ∆C/∆t > 0, 单位：mol·L-1·s-1
1反应速率的定义定义2=C/(Vt)对于反应aA+bB→gG+hH1 [A]1 [B]1 △[G]1 4[H]ratebhAtAtAtAtagVBVGVAVHbhag
对于反应 a A + b B → g G + h H a b g h t H t h G t g B t b A a rate A B G H = = = = = = = − = − 1 [ ] 1 [ ] 1 [ ] 1 [ ] 定义 2 r = ∆C/(Vi ∆t) 1 反应速率的定义
(2）瞬时速率r=limAC/Atr=limAC/(V,At)At-0At-02N,0,=2N,04+0,c(N20s)/(mol-L*l)0.21022.40.20020150TOanon16.80.10AII.20120024003600480060000(t/s)0.050)5.6c(N2O5）-t关系图N,00.0KK)100020003OAN400060001SXMN0700XS0009000)瞬时速率是浓度随时间的变化率Time(s)
(2) 瞬时速率 r = lim ∆C/ ∆t r = lim ∆C/ (Vi ∆t) ∆t→0 ∆t→0 2N2O5 = 2N2O4 +O2 瞬时速率是浓度随时间的变化率
例1在CC1中40.00C条件下，N，O，按下式分解：2N，O，=2N，O4+O2，如图7-1A所示，前300s，时有1.15mLSTPO，生成，3000s时有7.42mLSTPO,生成。计算：（1）前300sSTPO，生成的平均速率；前3000sSTPO，生成的平均速率；（2）STPO，生成的初始瞬时速率(2200s9.4mL)10.00n5.000.0001000200030004000Time (s)图7-1A
例1 在CCl4中40.00 C条件下, N2O5 按下式分解: 2N2O5 = 2N2O4 +O2 ，如图 7-1A所示, 前300s, 时有1.15mL STP O2 生成， 3000s时有7.42mL STP O2生成。计算： (1) 前300s STP O2 生成的平均速率；前3000sSTP O2 生成的平均速率； (2) STP O2 生成的初始瞬时速率 图7-1A
例1在CCI4中40.00°C条件下，N,O.按下式分解：2N,O，=2N,O.+O，，如图7-1A所示前300s，时有1.15mLSTPO，生成，3000s时有7.42mLSTPO，生成。计算：（1）前300sSTPO，生成的平均速率：前3000sSTPO，生成的平均速率；（2）STPO，生成的初始瞬时速率解：（1）0，生成的平均速率=1.15mL/300s=0.00383mL：s-l=3.83×10-mL?s-l0，生成的平均速率=7.42/3000=2.47×10-3（mL·s-l）(2)斜率=（9.4-0.0)/(2200-0）=4.3×10-3（mL·s-）
解： (1) O2 生成的平均速率 = 1.15mL/300s = 0.00383mL ·s-1 =3.8310-3 mL·s-1 O2 生成的平均速率 =7.42/3000 =2.47 10-3 (mL·s-1 ) (2) 斜率 = (9.4-0.0) /(2200-0) = 4.3 10-3 (mL·s-1 ) 例 1 在CCl4中40.00 C条件下, N2O5 按下式分解: 2N2O5 = 2N2O4 +O2 ，如图 7-1A所示, 前300s, 时有1.15mL STP O2 生成， 3000s时有7.42 mL STP O2生成。计算 ： (1) 前300s STP O2 生成的平均速率；前3000s STP O2 生成的平均速率； (2) STP O2 生成的初始瞬时速率
2反应速率的影响因素·浓度速率方程·温度阿累尼乌斯方程式ArrheniusEquation催化剂·反应物的状态
•浓度——速率方程 •温度 ——阿累尼乌斯方程式 Arrhenius Equation •催化剂 •反应物的状态 2 反应速率的影响因素
2-1浓度白磷在纯氧气中燃烧白磷在空气中燃烧一速率方程反应速率与浓度之间的关系
2-1 浓度 白磷在纯氧气中燃烧 白磷在空气中燃烧 反应速率与浓度之间的关系 —— 速率方程
例2400C.CO(g)+NO,(g)=CO(g)+NO(g)[CO]初始[NO,]初始roNo.(mol-L-l.s-l)(mol-L-1)(mol-L-)10.100.100.00520.200.100.01030.300.100.01540.100.200.01050.100.300.015rαJCOINO初始速率法r=KCOINO=0.5/CONO
例 2 400℃, CO (g) + NO2 (g) = CO2 (g) + NO (g) No. [CO]初始 (mol·L-1 ) [NO2 ]初始 (mol·L-1 ) r0 (mol·L-1·s-1 ) 1 0.10 0.10 0.005 2 0.20 0.10 0.010 3 0.30 0.10 0.015 4 0.10 0.20 0.010 5 0.10 0.30 0.015 r ∝[CO][NO2 ] r = k[CO][NO2 ] = 0.5[CO][NO2 ] 初始速率法