高中化学竞赛辅导课件_第三章_化学动力学基础PPT课件

3.1化学反应速度的概念，第三章化学动力学基础，3.5催化剂和催化，3.4反应速度理论和反应机制介绍，3.3温度对反应速度的影响Arrhenius方程，3.2浓度对反应速度的影响速度方程，3.1化学反应速度的概念，3.1.1固定容量反应的反应速度，以及，3，体积恒定的话：3.1.1恒定容量反应的反应速度，4，一定容量的气象反应：一般化学反应的情况：5，3.1.2平均速度和瞬时速度，1。平均速度，有限时间间隔的浓度变化。6，40c，5.00mLCCl4下N2O5的分解速度，2n2o5 (CCl4) 2n2o4 (CCl4) O2 (g)，7，t1=0sc1 (n2o5)=0.200mol-1，t2=300sc2 (n2o5)=0.180 moll-1，2。瞬时速度时间间隔 t达到无限时间平均速度的极限。8，导函数的几何意义是c-t曲线上点的斜率。例如，270s的瞬时速度：a点的斜率=，3.2浓度对反应速度的影响-速度方程，3.2.1化学反应速度方程，3.2.3浓度与时间的定量关系，3.2.2通过实验确定反应速度方程的简单方法-初始速度方法，10，40c，CCl4的N2O5分解反应的: c (N2O5)，3.2.1化学反应速度方程，N2O5的分解速度和N2O5浓度的比率是常量。即反应速度，刺：11，一般化学反应：，-反应系列：=1时，a为初级反应；如果=2，b是二次反应，则 =3，总反应系列为3。，必须通过实验确定其值。通常a，b. K .反应速度系数：0阶反应mol-1s-1；一级反应s-1；二次反应(mol-1)-1s-1；k不随浓度变化，但受温度影响，通常温度升高，k增加。13，例如，反应的实验数据如下：3.2.2按实验确定反应速度方程的简单方法-初始速度法，14，相应反应的速度方程：对NO的二次反应，对H2的一次反应。如何寻找反应速度系数？15，3.2.3浓度与时间的定量关系，16，lnc-t曲线必须是直线。17，反应物a的转化率为50%时所需的反应时间称为半衰期，用表示。对于一级反应，半衰期为：即半衰期：18，0，第一和第二反应的速度方程摘要：仅适用于只有一个反应物的第二反应。3.3.1Arrhenius方程式，3.3温度对反应速度的影响-Arrhenius方程式，对3.3.3 Arrhenius方程式的进一步分析，套用3.3.2Arrhenius方程式，20，影响反应速度的因素包括k和cB，k与温度相关，T增加，常规k也增加，但kT不是线性关系。反应速度方程式，3.3.1Arrhenius方程式，21，22，k-T图：lnk-1/T图，Arrhenius方程式：(指数形式)，k0-之前的参数ea-实验启用能量，kJmol-1。k-T图，23，可由Arrhenius方程式定义的Ea:显然是直线关系，直线的截距为lnk0。直线的斜率为、24，1。寻找t1-k1、T2-k2、Ea，活化能为40至400kJmol-1，大部分为60至250kJmol-1。2式减法，定理：应用3.3.2Arrhenius方程，25，2。Ea计算反应速度常数，例如2n2o5 (g) 2n2o4 (g) O2 (g)，t1=298.15k，k1=0.46910-4s-1t 2=318.15，26，2。温度升高，k增加，一般反应温度升高10 ，k增加2 10倍；1 .如果Ea在方程式的指数项目中，则对k有显着的影响，在室温下，每当Ea增加4k jmol-1时，k值就会减少约80%。3.3.3 Arrhenius方程式的进一步分析，27，4。不同的反应，相同的温度上升，Ea大反应k的倍数很多，所以提高温度对慢反应反应有明显的加速效果。3 .根据相同的反应，特定温度升高的话，高温区域的值会小一些，所以对于原来反应温度不高的反应，可以通过加热方法提高反应速度；3.4.1碰撞理论，3.4反应速度理论和反应机制介绍，3.4.4反应机制和元反应，3.4.3激活能量和反应速度，3.4.2激活复合理论(转移状态理论)。29，基于气体分子运动论的主要用于气相双分子反应。，例如：反应，反应发生的两个基本前提是：发生碰撞的分子必须有足够的能量，碰撞的几何位置必须适当，3.4.1碰撞理论，30，31，气体分子的能量分布和活化能，ek，EC，e .32，基于反应中能量变化的量子力学研究，形成了从反应到产物的势能高的活化能复合物，活化复合物所在的状态称为转移状态。比如反应：3.4.2激活复合理论(转移状态理论)，33，化学反应中的能量变化曲线，34，e (I)-反应物(起始状态)势能e ()-产物(最终状态)势能，正反应的活化能Ea(正)=Eac-e ()逆反应的活化能EEAEa(正) ea(反向)， rhm 0，吸热反应。35，浓度影响：温度恒定时，特定反应的活化能也恒定时，浓度增加，分子总数增加，活化分子数量增加，反应速度增加。温度影响：浓度恒定时温度升高，活性分子分数增加，反应速度增加。3.4.3活化能和反应速度，36，意思：通过实验确定决定反应物和产物的反应是元反应的事实后，可以根据化学反应测量方程直接写那个速度方程。反应机制：化学反应过程中经历的实际反应阶段的集合。元反应：由反应物一步产生产物的反应，没有通过宏观实验方法检测到的中间产物。元反应、3.4.4反应机制和元反应(例如，37，复合反应：由两个或多个反应组成的总反应。在复合反应中，可以实验性地检测中间产物的存在，但由后一阶段或几阶段反应消耗，因此不会出现在总反应方程中。例如，对于由以下两个阶段组成的复合反应，(慢)，(快)，中间产物NO3可以在光谱中检测到，但没有从混合物中分离出来。控制阶段的速度方程式：38，反应机制研究是一项非常复杂和困难的工作。意思：如果知道反应是如何进行的，就可以有效地调节反应速度，得到期待。一般过程是用分子光谱等研究方法检测反应过程的中间物，据此推断反应过程，然后用实验得到的速度方程进行验证。合理的反应机制是整个元反应的总和必须是化学量反应方程，反应机制推导的速度方程必须与实验结果一致。39，如一氧化氮被还原为氮和水。光谱学研究表明，反应机制如下。根据这种反应机制推导出速度方程，并确定相关物种的反应系列。40，求解：根据速度控制阶段(最慢阶段)，根据第一阶段的快速平衡，NO是二次反应，H2是一次反应。取代，3.5.1催化剂和催化的基本特性，3.5催化剂和催化，3.5.3酶催化，3.5.2相催化剂和多相催化，42，催化剂：少量就能加快反应速度，本身不会丢失的物质。3.5.1催化剂和催化的基本特性，43，催化作用的特性：只作用于热力学可能发生的反应。改变反应途径，缩短均衡时间。催化剂只能在特定条件下表示活性。催化剂是可选的，选择其他催化剂有利于其他产物的生成。44，1。均相催化：催化剂和反应种的催化反应。没有催化剂时过氧化氢的分解反应如下。添加催化Br2可以加速H2O2分解，分解反应的机制如下。第一阶段，第二阶段，总反应：3.5.2多相催化和多相催化，催化剂对反应活化能的影响，46，实验结果是改变催化剂参与的分解反应机制，降低反应活化能，增加活化分子分数，反应速度大大提