化學(xué):《化學(xué)反應(yīng)速率》課件7(22張PPT)(蘇教版選修4)
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,歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂,化學(xué)反應(yīng)速率,本章主要內(nèi)容及要求:1.化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。2.了解反應(yīng)速率理論:碰撞理論、過(guò)渡狀態(tài)理論。3.了解基元反應(yīng)、復(fù)雜反應(yīng)、反應(yīng)級(jí)數(shù)、反應(yīng)分子數(shù)的概念。4.掌握質(zhì)量作用定律和化學(xué)反應(yīng)的速率方程式。5.掌握濃度、溫度及催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響。6.掌握溫度與反應(yīng)速率關(guān)系的阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)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(duì)反應(yīng)速率的影響。,化學(xué)反應(yīng)速率的定義及其表示方法,1-1化學(xué)反應(yīng)速率的概念是指一定條件下單位時(shí)間內(nèi)某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾?。?duì)于均勻體系的恒容(V不變)反應(yīng),習(xí)慣用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示,而且習(xí)取正值。濃度單位通常用molL-1,時(shí)間單位視反應(yīng)快慢,可分別用秒(s)、分(min)或小時(shí)(h)等表示。這樣,化學(xué)反應(yīng)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(shù)據(jù)可知,不同時(shí)間間隔里,反應(yīng)的不同且三個(gè)式子都表示同一化學(xué)反應(yīng)的速率,但采用不同物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示時(shí),其數(shù)值不一定相同,但它們之間有內(nèi)在聯(lián)系:(每消耗2molN2O5就產(chǎn)生4molNO2和1molO2)以上所討論的反應(yīng)速率都是某一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,當(dāng)時(shí),則可表示某一時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率,稱為瞬間反應(yīng)速率.一般用作圖法求得。,顯然,在這里用三種物質(zhì)表示的速率之比是2:4:1,它們之間的比值為反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)比。對(duì)于一般反應(yīng):aA+bB=dD+eE可表示為:=-ΔCA/aΔt=-ΔCB/bΔt=ΔCD/dΔt=ΔCE/eΔt,2-2反應(yīng)速率的表示:①某一時(shí)刻的反應(yīng)速率、瞬時(shí)速率②平均速率③用反應(yīng)中的任何物質(zhì)表示反應(yīng)速率,數(shù)值上都是一樣的;④瞬時(shí)速率的測(cè)定可以由作圖法得到:以c-t作圖,得一曲線,要求某一時(shí)刻c的瞬間反應(yīng)速率,在c點(diǎn)作曲線的切線,切線的斜率即為瞬間反應(yīng)速率。,7-2反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介2-1碰撞理論反應(yīng)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(xué)反應(yīng)。但是反應(yīng)物分子之間并不是每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)?;罨肿?是指一些動(dòng)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(yīng)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(xué)反應(yīng)的活化能約在40~400KJ.mol-1之間。在一定溫度下,反應(yīng)時(shí)活化能(Ea)越大,活化分子所占的百分?jǐn)?shù)越小,反應(yīng)速度越慢。反之Ea越小,活化分子所占的百分?jǐn)?shù)越大,反應(yīng)速度越快。,2-2過(guò)渡狀態(tài)理論過(guò)渡狀態(tài)理論認(rèn)為:化學(xué)反應(yīng)不只是通過(guò)反應(yīng)物分子之間簡(jiǎn)單碰撞就能完成的,而是在碰撞后先要經(jīng)過(guò)一個(gè)中間的過(guò)渡狀態(tài),即首先形成一種活性集團(tuán)(活化配合物)反應(yīng)物活化配合物(過(guò)渡狀態(tài))生成物,例如:在下列反應(yīng)中A+BC→AB+C反應(yīng)過(guò)程中隨著A,B,C三原子相對(duì)位置的改變形成活化配合物(A…B…C)?(過(guò)渡狀態(tài)):A+BC→(A…B…C)?→AB+C,7-3影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素3-1濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響恒T條件下,V主要決定于反應(yīng)物濃度,反應(yīng)物濃度越大,V越快,這個(gè)現(xiàn)象可用碰撞理論來(lái)解釋:在恒T條件下,對(duì)某一化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),反應(yīng)物中活化分子的百分?jǐn)?shù)是一定的.增加反應(yīng)物濃度時(shí),單位體積的活化分子數(shù)目增多,反應(yīng)物分子有效碰撞的頻率增大,V增大。1.基元反應(yīng):對(duì)于簡(jiǎn)單反應(yīng),反應(yīng)物分子在有效碰撞中經(jīng)過(guò)一次化學(xué)變化就能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。2.基元反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率方程式:可由質(zhì)量作用定律描述,3.質(zhì)量作用定律:恒溫下,基元反應(yīng)的反應(yīng)速度與各反應(yīng)物濃度系數(shù)方次的乘積成正比。例如:基元反應(yīng)aA+bBgG+hH速率方程V=k速率常數(shù)k的意義:①可理解為當(dāng)反應(yīng)物濃度都為單位濃度時(shí)的反應(yīng)速率;②k由化學(xué)反應(yīng)本身決定,是化學(xué)反應(yīng)在一定溫度時(shí)的特征常數(shù);③相同條件下,k值越大,反應(yīng)速率越快;④k的數(shù)值與反應(yīng)物的濃度無(wú)關(guān)。,4.非基元反應(yīng):反應(yīng)物分子需經(jīng)幾步反應(yīng)才能轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng)。例如:H2+I22HI分二步進(jìn)行(1)I22I(快反應(yīng))(2)2I+H22HI(慢反應(yīng))速率方程V=k對(duì)于非基元反應(yīng),其反應(yīng)的速率方程只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。,5.反應(yīng)的分子數(shù)和反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)的分子數(shù):從微觀上用來(lái)說(shuō)明各反應(yīng)物分子經(jīng)碰撞而發(fā)生的過(guò)程中所包含的分子數(shù),所以反應(yīng)分子數(shù)僅對(duì)基元反應(yīng)而言。按反應(yīng)物的分子數(shù),基元反應(yīng)可分為三類:①單分子反應(yīng):分解反應(yīng)或異構(gòu)化反應(yīng)②雙分子反應(yīng):多數(shù)反應(yīng)③三分子反應(yīng):少數(shù)反應(yīng)三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)碰撞的幾率很小反應(yīng)級(jí)數(shù):反應(yīng)的速率方程中各反應(yīng)物濃度指數(shù)之和。反應(yīng)級(jí)數(shù)可以是0,1,2,3或分?jǐn)?shù)。對(duì)于基元反應(yīng)反應(yīng)分子數(shù)與反應(yīng)級(jí)數(shù)是一致的。,6.速率常數(shù)k的單位與反應(yīng)級(jí)數(shù)的關(guān)系反應(yīng)級(jí)數(shù)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(yīng)的級(jí)數(shù).,溫度對(duì)反應(yīng)速率有明顯的影響,且其影響較復(fù)雜,多數(shù)化學(xué)反應(yīng)隨溫度升高,反應(yīng)速率增大。一般來(lái)說(shuō),溫度每升高10K,反應(yīng)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?jǐn)?shù)增加,有效碰撞的百分?jǐn)?shù)升高,速率增大。(2)用過(guò)渡狀態(tài)理論解釋:不論反應(yīng)吸熱還是放熱,在反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物必須爬過(guò)一個(gè)能壘反應(yīng)才能進(jìn)行。,3-2溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,1.Arrhenius(阿侖尼烏斯)公式A:反應(yīng)的頻率因子,對(duì)確定的化學(xué)反應(yīng)是一常數(shù),A與k同一量綱;Ea:反應(yīng)活化能;R:8.314Jmol-1K-1T:熱力學(xué)溫度,2.溫度T對(duì)k的影晌;T稍有變化,k有較大變化,尤其Ea較大時(shí)其變化更明顯。(1)升高溫度更有利于Ea較大的反應(yīng)進(jìn)行;(2)一個(gè)反應(yīng)在低溫時(shí)速率隨溫度變化比在高溫時(shí)顯著得多。如由實(shí)驗(yàn)測(cè)得某一反應(yīng)在一系列不同溫度時(shí)的k值,以lgk對(duì)1/T作圖,可得一直線,直線的斜率為-Ea/(2.303R),在縱坐標(biāo)的截距為lgA,利用直線的斜率,可求反應(yīng)的Ea。,在T1、T2時(shí),①②②-①得:或,3.阿侖尼烏斯公式圓滿解決了兩個(gè)問(wèn)題:①T對(duì)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(shù)關(guān)系,T稍有變化,k有較大變化②Ea對(duì)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(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響催化劑:是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速率,其本身在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)組成均不改變的物質(zhì)。凡能加快反應(yīng)速率的催化劑叫正催化劑;凡能減慢速率的催化劑叫負(fù)催化劑。一般所說(shuō)的催化劑是指正催化劑。,1.催化劑改變反應(yīng)速率的原因降低了反應(yīng)的活化能;不改變反應(yīng)的自由能也不改變平衡常數(shù)k;縮短平衡到達(dá)的時(shí)間,加快平衡的到來(lái)。,2.催化類型化學(xué)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(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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