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過渡狀態(tài)理論過渡狀態(tài)理論認(rèn)為：化學(xué)反應(yīng)不只是通過反應(yīng)物分子之間簡單碰撞就能完成的，而是在碰撞后先要經(jīng)過一個(gè)中間的過渡狀態(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(過渡狀態(tài))生成物,例如：在下列反應(yīng)中A＋BC→AB＋C反應(yīng)過程中隨著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)象可用碰撞理論來解釋:在恒T條件下,對(duì)某一化學(xué)反應(yīng)來說,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)于簡單反應(yīng)，反應(yīng)物分子在有效碰撞中經(jīng)過一次化學(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實(shí)驗(yàn)來確定。,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):從微觀上用來說明各反應(yīng)物分子經(jīng)碰撞而發(fā)生的過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。一般來說，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）用過渡狀態(tài)理論解釋：不論反應(yīng)吸熱還是放熱，在反應(yīng)過程中反應(yīng)物必須爬過一個(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。,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,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,