《无机化学》教学课件-化学反应速率

第一节化学反应速率的表示方法第一节化学反应速率的表示方法 第二节反应速率理论简介第二节反应速率理论简介 第三节浓度对反应速率的影响和速率方程第三节浓度对反应速率的影响和速率方程 第四节温度对反应速率的影响第四节温度对反应速率的影响 第五节催化剂对反应速率的影响第五节催化剂对反应速率的影响 第三章 化学反应速率第三章 化学反应速率 第三章第三章 第一节化学反应速率的表示方法第一节化学反应速率的表示方法 化学反应速率是指在一定条件下，某一物质浓度变化学反应速率是指在一定条件下，某一物质浓度变 化的速率，可用单位时间内反应物浓度减少或生成物浓化的速率，可用单位时间内反应物浓度减少或生成物浓 度的增加来表示。度的增加来表示。 单位：单位：molL1s1、molL1min1、molL1h1等。等。 化学反应速率的表示通常有两种方法：化学反应速率的表示通常有两种方法：平均速率平均速率和和 瞬时速率瞬时速率。 第三章第一节第三章第一节 在化学反应进行的一段时间里，单位时间内反应在化学反应进行的一段时间里，单位时间内反应 物或生成物浓度的变化量称为物或生成物浓度的变化量称为平均速度平均速度，用，用表示，表示， 一般取正值。一般取正值。 4 CCl 2522 2N O4NOO + 2522 (N O )(NO )(O ) 24 ccc ttt = = 例如反应：例如反应： 一、平均速率一、平均速率 反应平均速率反应平均速率 第三章第一节第三章第一节 B B 1 c t = 即 N2O5在在CCl4溶液中的分解平均反应速率溶液中的分解平均反应速率 (298.15K) 经过的时经过的时 间间 t /s 时间的变时间的变 化化 t / s 平均反应速率平均反应速率/ 0 100 300 700 1000 1700 2100 2800 0 100 200 400 300 700 400 700 2.10 1.95 1.70 1.31 1.08 0.76 0.56 0.37 0.15 0.25 0.39 0.23 0.32 0.14 0.19 7.5010 4 6.2510 4 4.8810 4 3.8310 4 2.2810 4 2.5010 4 1.3610 4 一、平均速率一、平均速率 25 1 (N O ) mol L c 25 1 (N O ) mol L c 11 mol Ls/ 第三章第一节第三章第一节 瞬时速率应为瞬时速率应为t 趋于零时的物质浓度的变化率，以趋于零时的物质浓度的变化率，以 表示，即表示，即 0 d lim d t cc tt = = 2522 d (N O )d (NO )d (O )11 2d4dd ccc ttt = = 对于上述对于上述N2O5分解反应，则有分解反应，则有 第三章第一节第三章第一节 B B d1 d c t = 即 二、瞬时速率二、瞬时速率 那么如何求出瞬时速率呢？一般采用如下两种方法：那么如何求出瞬时速率呢？一般采用如下两种方法： 方法一方法一：作出作出ct曲线，再从曲线，再从ct曲线图上于某时刻（曲线图上于某时刻（t） 处作切线，并求出切线的斜率（），从而获得瞬时速处作切线，并求出切线的斜率（），从而获得瞬时速 率（率（）。）。 但该方法的缺点是在但该方法的缺点是在ct曲线上作曲线上作t时刻切线时，易时刻切线时，易 存在人为因素，不易获得准确一致的结果。存在人为因素，不易获得准确一致的结果。 t c d d 二、瞬时速率二、瞬时速率 第三章第一节第三章第一节 方法二方法二：是通过如是通过如Excel作图软件作作图软件作ct曲线图，并拟曲线图，并拟 合曲线（要求合曲线（要求R2 1）得一元多次方程。如拟合曲线为）得一元多次方程。如拟合曲线为 c = a5t5 + a4t4 + a3t3 + a2t2 + a1t + a0 式中式中c为浓度，为浓度，t为时间，为时间，an为常数。微分上式得为常数。微分上式得 y = dc/dt = 5a5t4 + 4a4t3 + 3a3t2 + 2a2t + a1 然后代入任一时刻的然后代入任一时刻的t值，得值，得y值。此值即为值。此值即为t时刻在时刻在ct 曲线处切线的斜率（），从而求出瞬时速率（曲线处切线的斜率（），从而求出瞬时速率（）。）。 d d c t 二、瞬时速率二、瞬时速率 第三章第一节第三章第一节 例 题例 题 3-1 N2O5的分解反应为的分解反应为 在在340K时测得的实验数据如下：时测得的实验数据如下： t/min 0 1 2 3 4 5 c(N2O5)/(molL1) 1.00 0.70 0.50 0.35 0.25 0.17 试计算该反应在试计算该反应在2min之内的平均速率和之内的平均速率和1min时刻时刻 的瞬时速率。的瞬时速率。 4 CCl 2522 2N O4NOO + 解解：t = 0，c(N2O5) = 1.00 molL1； t = 2min，c(N2O5) = 0.50 molL1。则。则2min之之内的平内的平 均速率为均速率为 1 11 (0.50 1.00)mol L = 0.12 mol Lmin 2(20)min = 第三章第一节第三章第一节 在在ct曲线上任一点作曲线上任一点作 切线，其斜率即为该时刻切线，其斜率即为该时刻 的。的。1min时的切线斜率时的切线斜率 为：为： t c d d 1 11 (0.920)mol L (04.2)min 0.22 mol L min = = 斜率 例 题例 题 3-1 1111 1 d1 ( 0.22mol Lmin )= 0.11mol Lmin 2 d2 c t = = 第三章第一节第三章第一节 如果实验数据通过如果实验数据通过Excel拟合拟合ct曲线的函数式为：曲线的函数式为： c = 0.007t5+0.0088t40.0442t3+0.1313t20.3952t+ 1 （R2 =1） 其微分式为：其微分式为： 将将t = 1.0 min代入微分式中，得代入微分式中，得 432 d 0.0035 0.03520.13260.26260.3952 d c tttt t = + 例 题例 题 3-1 d 0.2335 d c t = 11 1 d1 ( 0.2335)0.12mol Lmin d2 c t = = 第三章第一节第三章第一节 第二节反应速率理论简介第二节反应速率理论简介 一、反应历程一、反应历程 由反应物转化为生成物，一步即可完成的反应称为由反应物转化为生成物，一步即可完成的反应称为 基元基元反应反应，或称简单反应。由两步或两步以上完成的反，或称简单反应。由两步或两步以上完成的反 应（每一步均为基元反应）称为应（每一步均为基元反应）称为非基元非基元反应反应，或复杂反，或复杂反 应。应。 例如，反应例如，反应2N2O5 =4NO2O2由三个步骤组成的：由三个步骤组成的： (1) N2O5 N2O3O2 (慢慢) (2) N2O3 NO2NO (快快) (3) N2O5NO 3NO2 (快快) 化学反应所经历的途径称为化学反应所经历的途径称为反应反应历程历程，或反应机理。，或反应机理。 速率最慢的一步基元反应的反应速率决定着总反应的速率最慢的一步基元反应的反应速率决定着总反应的 速率，称为速率，称为速率速率控制步骤控制步骤。 第三章第二节第三章第二节 二、碰撞理论二、碰撞理论 理论要点理论要点有：有： （1）反应发生的先决条件是反应物分子间的相互）反应发生的先决条件是反应物分子间的相互 碰撞；把能够发生反应的碰撞称为碰撞；把能够发生反应的碰撞称为有有效效碰撞碰撞。碰撞中能。碰撞中能 发生反应的一组分子必须具备足够大能量，可以克服当发生反应的一组分子必须具备足够大能量，可以克服当 反应分子无限靠近时电子云之间的斥力，从而导致分子反应分子无限靠近时电子云之间的斥力，从而导致分子 中的原子重排。如：中的原子重排。如： 2HI(g) H2(g)I2(g) 据计算，在据计算，在973K时，时，HI浓度为浓度为1.0103molL1条条 件下，分子碰撞次数为件下，分子碰撞次数为3.51028 L1s1，若每次碰撞都，若每次碰撞都 能发生反应，则反应速率为能发生反应，则反应速率为5.8104 molL1s1。 第三章第二节第三章第二节 二、碰撞理论二、碰撞理论 但实测反应速率为但实测反应速率为1.2108molL1s1。可见，能。可见，能 够发生反应的碰撞频率是很低的。够发生反应的碰撞频率是很低的。 碰撞理论中把具备足够高能量的一组分子称为碰撞理论中把具备足够高能量的一组分子称为活活化化 分分子组子组。活化分子组占反应总分子数的比例以及活化分。活化分子组占反应总分子数的比例以及活化分 子组所发生的碰撞次数占总碰撞次数的比例均符合子组所发生的碰撞次数占总碰撞次数的比例均符合麦克麦克 斯韦斯韦- 玻尔兹曼玻尔兹曼（Maxwell- Boltzmann）分分布布定定律律，其比，其比 例为：例为： f 称为能量因子。称为能量因子。Ea为反应的活化能，它等于能发为反应的活化能，它等于能发 生有效碰撞的活化分子组所具有的最低能量的生有效碰撞的活化分子组所具有的最低能量的N倍。单倍。单 位为位为kJ.mol1。 a e E RT f = 第三章第二节第三章第二节 二、碰撞理论二、碰撞理论 对于气相双分子反应：对于气相双分子反应： A+BC 反应速率与反应速率与A、B分子的碰撞频率分子的碰撞频率Z成正比，则成正比，则 其中其中Z0为为c(A)=c(B)=1molL1时的碰撞频率，时的碰撞频率，c(A) 和和c(B)分别为任意时刻两反应物的浓度。分别为任意时刻两反应物的浓度。 aa 0 ZeZ (A) (B)e EE RTRT cc 第三章第二节第三章第二节 二、碰撞理论二、碰撞理论 （2）碰撞理论认为活化分子组间的碰撞也不一定）碰撞理论认为活化分子组间的碰撞也不一定 都能发生反应，必须是以合适的空间取向的碰撞才能有都能发生反应，必须是以合适的空间取向的碰撞才能有 效地发生反应。其它任何方向的碰撞均不能发生反应，效地发生反应。其它任何方向的碰撞均不能发生反应， 这些碰撞称为无效碰这些碰撞称为无效碰 撞，其中具有合适空撞，其中具有合适空 间取向的碰撞占总碰间取向的碰撞占总碰 撞的分数称为撞的分数称为取取向向因因 子子，用，用P表示。表示。 有效碰撞方向性示意图有效碰撞方向性示意图 例如反应：例如反应： NO2(g)CO(g)= NO (g)CO2(g) 第三章第二节第三章第二节 碰撞理论根据上述两个观点得出：碰撞理论根据上述两个观点得出： aa 0 (A) (B) EE RTRT P Z eP Z cce = 二、碰撞理论二、碰撞理论 a 0 E RT kPZ e =令 (A) (B ) kcc=得: k称为反应速率常称为反应速率常数数。 第三章第二节第三章第二节 理论一些缺陷，简单地把反应分子均看成为刚性球理论一些缺陷，简单地把反应分子均看成为刚性球 体，忽略了不同分子内部结构的差异，这样不能真实反体，忽略了不同分子内部结构的差异，这样不能真实反 映化学反应的本质；另一个突出的问题就是活化能映化学反应的本质；另一个突出的问题就是活化能Ea的的 数值无法计算，只能通过实验测定，无法预测化学反应数值无法计算，只能通过实验测定，无法预测化学反应 速率速率。 活化分子组并不是固定不变的，温度不变时分子能活化分子组并不是固定不变的，温度不变时分子能 量分布不变，活化分子组的比例不变。某一反应量分布不变，活化分子组的比例不变。某一反应Ea可视可视 为不变。为不变。T大大，k大大，f大大，反应速率，反应速率快快。不同反应活化不同反应活化 能不同，速率不同。能不同，速率不同。 二、碰撞理论二、碰撞理论 第三章第二节第三章第二节 三、过渡状态理论三、过渡状态理论 该理论认为在反应过程中，反应物必须经过一个高该理论认为在反应过程中，反应物必须经过一个高 能过渡状态，再转化为生成物。在反应过程中有化学键能过渡状态，再转化为生成物。在反应过程中有化学键 的重新排布和能量的重新分配。的重新排布和能量的重新分配。 对于反应对于反应A + BC AB + C，其实际过程是：，其实际过程是： ABCABCABC+ + ? ? ? ? ? 快 慢 反应物分反应物分子子翻越势垒翻越势垒所所 需需的的能能量称为正反应的量称为正反应的活活化化 能能，用，用Ea(+)表示表示；生成物分生成物分子子 翻越势垒翻越势垒所所需需的的能能量称为量称为逆逆反反 应的应的活活化化能能，用，用Ea(- )表示。表示。 第三章第二节第三章第二节 三、过渡状态理论三、过渡状态理论 Ea和和 H的的关系关系： 放热反应放热反应吸热反应吸热反应 H = Ea(+)Ea() 第三章第二节第三章第二节 一、基元反应速率方程的确定一、基元反应速率方程的确定质量作用定律质量作用定律 第三章第三节第三章第三节 第三节浓度对反应速率的第三节浓度对反应速率的 影响和速率方程影响和速率方程 当温度一定时，对于一个确定的基元反应的反应速当温度一定时，对于一个确定的基元反应的反应速 率与反应物浓度之间的定量关系可表述为：在一定温度率与反应物浓度之间的定量关系可表述为：在一定温度 下，基元反应的反应速率与反应物浓度以其化学计量数下，基元反应的反应速率与反应物浓度以其化学计量数 的绝对值为指数的幂的乘积成正比，这就是的绝对值为指数的幂的乘积成正比，这就是质量作用定质量作用定 律律。例如，基元反应。例如，基元反应 aAdD 产物产物 反应速率反应速率k为速率常数为速率常数 B (A)(D) ad kcc= 一、基元反应速率方程的确定一、基元反应速率方程的确定 质量作用定律质量作用定律 使用质量作用定律时，应注意下列几个方面：使用质量作用定律时，应注意下列几个方面： 如果有固体、纯液体物质参加反应，因固体、纯液 如果有固体、纯液体物质参加反应，因固体、纯液 体的浓度可视为常数，因此不必列入速率方程。如体的浓度可视为常数，因此不必列入速率方程。如 C(s) + O2(g) CO2(g)= kc(O2) 若有气体参加反应，可用气体分压代替浓度表示。 若有气体参加反应，可用气体分压代替浓度表示。 如上述反应的速率方程可表示为：如上述反应的速率方程可表示为： = kp(O2) 质量作用定律只适用于基元反应，不适用于非基元 质量作用定律只适用于基元反应，不适用于非基元 反应。反应。 第三章第三节第三章第三节 二、 非基元反应速率方程的确定二、 非基元反应速率方程的确定 1利利用用实验数据确实验数据确定定非基元非基元反应的速率方反应的速率方程程 第三章第三节第三章第三节 非基元反应的速率方程式必须通过实验来确定。非基元反应的速率方程式必须通过实验来确定。 如反应如反应 aAdD 产物产物 假定速率方程为：假定速率方程为： =kcx(A)cy(D) 然后确定然后确定x、y的值，最后确定的值，最后确定k的值。的值。 例 题例 题 3-2 在碱性溶液中，有下列反应在碱性溶液中，有下列反应 在一定温度下实验测定下列数据在一定温度下实验测定下列数据 实验编号实验编号 c(H2PO2 )/molL1 c(OH)/molL1/molL1s1 1 0.10 0.10 5.30 109 2 0.50 0.10 2.67 108 3 0.50 0.40 4.25 107 试求：（试求：（1）速率常数；）速率常数； （2）当）当c(H2PO2) = c(OH) = 1.0 molL1 时， 在时， 在10L溶液中溶液中10s内放出内放出H2的量（标准状况下）？的量（标准状况下）？ 2 2232 H PO (aq)OH (aq)HPO(aq)H (g) +=+ 第三章第三节第三章第三节 例 题例 题 3-2 解：解：（1）设）设 =kcx(H2PO2 )cy(OH) 比较（比较（1）与（）与（2）组数据，）组数据，x = 1 比较（比较（2）与（）与（3）组数据，）组数据，y = 2 将表中任一组数据代入将表中任一组数据代入=kc(H2PO2) c2(OH)后，后， 可得可得k值，如值，如 k=(5. 30109molL1s1)/(0.10 molL1)(0.10molL1)2 = 5.30 106L2mol2s1 （2）此时）此时= 5.30 1061.01.02 = 5.30106molL1s1 故放出故放出H2的量（体积）的量（体积）= 5.301061010 22.4 =12103L=12mL 第三章第三节第三章第三节 二、非基元反应速率方程的确定二、非基元反应速率方程的确定 2利利用定速用定速步骤确步骤确定定非基元非基元反应的速率方反应的速率方程程 非基元反应的速率取决于若干个基元反应中最慢的非基元反应的速率取决于若干个基元反应中最慢的 一个基元反应的速率。然后，由这一基元反应确定复杂一个基元反应的速率。然后，由这一基元反应确定复杂 反应的速率方程。反应的速率方程。 如，反应如，反应2NO(g)+2H2= N2(g)+ 2H2O(g)的机理被认的机理被认 定为：定为： 2NO N2O2 （快反应）（快反应） N2O2 + H2 N2O + H2 O （慢反应）（慢反应） N2O+ H2 N2 +H2O (快反应）快反应） 第三章第三节第三章第三节 定速步骤的速率方程为：定速步骤的速率方程为： k2 c(N2O2) c(H2) 在总反应的速率方程式中不应出现中间产物的浓度。在总反应的速率方程式中不应出现中间产物的浓度。 反应步骤为快反应，表示反应很快达到平衡状反应步骤为快反应，表示反应很快达到平衡状 态，因此可以得到态，因此可以得到 c(N2O2) = Kc2(NO) 得：得： = Kk2c2(NO)c(H2) 令令k = k2K 则速率方程为则速率方程为 = kc2(NO)c(H2) 22 2 (N O ) (NO) c K c = 二、非基元反应速率方程的确定二、非基元反应速率方程的确定 第三章第三节第三章第三节 人们往往注重反应机理的确定，但这是一项困难的人们往往注重反应机理的确定，但这是一项困难的 工作。反应机理往往由速率方程加以推测、确定。工作。反应机理往往由速率方程加以推测、确定。 如反应如反应2NO2 + F2 = 2NO2F 实验确定其速率方程为实验确定其速率方程为 = kc(NO2)c(F2) 由此说明反应肯定是非基元反应。并推测如下的机理：由此说明反应肯定是非基元反应。并推测如下的机理： NO2(g) + F2 = NO2F + F （慢反应）（慢反应） NO2 + F = NO2F （快反应）（快反应） 推测符合总反应式又符合速率方程式。所以，为可推测符合总反应式又符合速率方程式。所以，为可 能的反应机理。能的反应机理。 二、非基元反应速率方程的确定二、非基元反应速率方程的确定 必须指出，根据速率方程有时可能拟出几个必须指出，根据速率方程有时可能拟出几个“机理机理”，到，到 底哪一个正确？往往还需要其它的理论和实验的验证。底哪一个正确？往往还需要其它的理论和实验的验证。 第三章第三节第三章第三节 例：例：Cr2O72-+ 3S2-+ 14H+ = 2Cr3+ 3S + 7H2O 对于对于Cr2O72-，若为一级反应，若为一级反应dc/dt = k c 即即lnc = k t + B (常数）常数） 第第三三章章 第第三三节节 v = k c(Cr6+) ca(S2-) v = k c(Cr6+) ca(S2-) + k c(Cr6+) cb(|=S2-) Cr2O72-+ 3|=S2-+ 14H+ = 2Cr3+ 3S + 7H2O lnc(Cr6+) t(min) 第第三三章章 第第三三节节 1. 反应反应级级数数 三、反应级数和反应分子数三、反应级数和反应分子数 反应反应级级数数是指化学反应速率方程式中各反应物浓度是指化学反应速率方程式中各反应物浓度 项幂指数之和。若速率方程为项幂指数之和。若速率方程为 反应级数为反应级数为n=x+y。 其中，其中，x为反应物为反应物A的反应级数，的反应级数，y为反应物为反应物D的反的反 应级数。应级数。 (A)(D) xy kcc= 第三章第三节第三章第三节 三、反应级数和反应分子数三、反应级数和反应分子数 （3）反应级数可能因实验条件改变而发生变化。如，）反应级数可能因实验条件改变而发生变化。如， 水解为二级反应，但当水的量很大时，水的量可认水解为二级反应，但当水的量很大时，水的量可认 为未改变，则此反应表现为一级反应（也称为未改变，则此反应表现为一级反应（也称假假一一级级反应反应 或或准准一一级级反应反应）。）。 关于反应级数要关于反应级数要注注意意以下三点：以下三点： （1）反应级数须通过实验来测定。）反应级数须通过实验来测定。基元基元反应中反应反应中反应级级 数数与与其计其计量量系系数数是一是一致致的的，非基元反应中则可能不同。，非基元反应中则可能不同。 + H 122211261266126 C H O+H OC H O +C H O 第三章第三节第三章第三节 （2）反应级数可以是）反应级数可以是整整数数、分、分数数、负负数数或或零零，有的反，有的反 应甚至无法用简单的数字来表示级数。应甚至无法用简单的数字来表示级数。 注意：注意：实验确定反应级数等于反应式中反应物计量数实验确定反应级数等于反应式中反应物计量数 之和时，不能轻易肯定该反应一定为基元反应。例如反之和时，不能轻易肯定该反应一定为基元反应。例如反 应应H2(g) + I2(g) 2HI(g) 三、反应级数和反应分子数三、反应级数和反应分子数 经实验确定该反应的速率方程为经实验确定该反应的速率方程为 = kc(H2)c(I2) 但该反应为复杂反应，反应分两步完成：但该反应为复杂反应，反应分两步完成： （1）I2 2I（快反应）（快反应） （2）H2+ 2I 2HI（慢反应）（慢反应） 研究研究反应速率时反应速率时 化学反应方化学反应方程式程式 不不能能任任意意书写！书写！ 第三章第三节第三章第三节 三、反应级数和反应分子数三、反应级数和反应分子数 2. 反应分反应分子数子数 反应分反应分子数子数是指基元反应中发生反应所需要的最少是指基元反应中发生反应所需要的最少 微粒数，其值只能为微粒数，其值只能为正正整整数数（非基元反应不谈反应分子（非基元反应不谈反应分子 数）。数）。 基元基元反应中反应中各各反应物反应物计计量量数之数之和等于反应分和等于反应分子数子数。 反应分子数只可能是反应分子数只可能是1，2或或3，四分子及其以上的反应，四分子及其以上的反应 尚未发现。原因：多个微粒在同一时间到达同一位置，尚未发现。原因：多个微粒在同一时间到达同一位置， 并各自具备合适的取向和足够的能量是极其困难的。并各自具备合适的取向和足够的能量是极其困难的。 对于对于基元基元反应：反应：反应分反应分子数子数 = 反应反应级级数数 = 反应反应式式中中 各各反应物反应物计计量量数之数之和。和。 第三章第三节第三章第三节 三、反应级数和反应分子数三、反应级数和反应分子数 3. 反应反应级级数数与与反应分反应分子数子数的的区区别别 （1）反应分子数只用于）反应分子数只用于基元基元反应反应；反应级数是实验测；反应级数是实验测 得的，可用于基元反应，也可用于非基元反应。得的，可用于基元反应，也可用于非基元反应。 （2）对于）对于基元基元反应反应，反应级数与反应分子数一般而言，反应级数与反应分子数一般而言 是一致的。但对于特定的反应，分子数是确定的，但反是一致的。但对于特定的反应，分子数是确定的，但反 应级数可随条件而改变。应级数可随条件而改变。 例如例如基元反应：基元反应：A+DP，分子数，分子数=2，反应级数，反应级数=2。 若若c(A)c(D)，则，则 =kc(A)c(D)=kc(A)。 （3）反应分子数总是正整数（）反应分子数总是正整数（1、2、3）；但反应级数）；但反应级数 可正、可负，可为分数，也可为零。可正、可负，可为分数，也可为零。 第三章第三节第三章第三节 第四节温度对反应速率的影响第四节温度对反应速率的影响 温度提高，一方面分子运动速率提高，增加了单温度提高，一方面分子运动速率提高，增加了单 位时间内的活化分子碰撞频率，反应速率提高；更主要位时间内的活化分子碰撞频率，反应速率提高；更主要 的是温度提高，活化分子百分数提高，从而大大提高了的是温度提高，活化分子百分数提高，从而大大提高了 反应速率。反应速率。 由由速率方速率方程程 = kca(A)cd(D)，说明温度影响着速率常数。，说明温度影响着速率常数。 范霍夫范霍夫(vant Hoff)近近似规似规律律：一般化学反应，在一一般化学反应，在一 定的温度范围内，温度每升高定的温度范围内，温度每升高10，反应速率增加到原，反应速率增加到原 来的来的24倍。倍。 第三章第四节第三章第四节 kE 温温度度与能与能量量因子因子的的关系关系 第三章第二节第三章第二节 横坐横坐标标表示表示能能量量； 纵坐纵坐标标表示表示能能量量差差为为E的分的分子子 数数N占占总总分分子数子数N的的百百分分数数。 第四节温度对反应速率的影响第四节温度对反应速率的影响 阿仑尼乌阿仑尼乌斯斯（Arrhenius）公公式式： 若以若以 lnk 对对1/T作图，得一直线，由其斜率可求出作图，得一直线，由其斜率可求出Ea值。值。 a a elnln E RT E kAkA RT =或或 第三章第四节第三章第四节 或或者者若若 T1，k1lnk1 = lnAEa/RT1 T2，k2lnk2 = lnA Ea/RT2 则则 由此由此可可见见，可用作，可用作图图法和法和公公式式法法计算计算反应的反应的活活化化能能。 a2 112 11 ln Ek kRTT = 第五节催化剂对反应速率的影响第五节催化剂对反应速率的影响 催催化化剂剂：是一种能改变化学反应速率，而本身质量和组是一种能改变化学反应速率，而本身质量和组 成保持不变的物质。成保持不变的物质。 催化剂的催化剂的催催化化原原理理： 自身参与反应，改自身参与反应，改 变反应历程，降低总反变反应历程，降低总反 应的活化能，增加活化应的活化能，增加活化 分子百分数，从而加快分子百分数，从而加快 反应速率。反应速率。 催化剂作用原理催化剂作用原理 第三章第五节第三章第五节 催催化化剂剂只能只能加加快快反应速率，反应速率，不不能能产产生化学平生化学平衡衡移移动动 第五节催化剂对反应速率的影响第五节催化剂对反应速率的影响 对于某一可逆反应：对于某一可逆反应： （Z为催化剂）为催化剂） 在一定温度下，加入催化剂后反应物（始态）和生在一定温度下，加入催化剂后反应物（始态）和生 成物（终态）仍保持不变，体系的状态函数变化量成物（终态）仍保持不变，体系的状态函数变化量 就为定值，并由就为定值，并由可知，标准平衡常可知，标准平衡常 数也不变。数也不变。 第三章第五节第三章第五节 ADZEFZadef+? ? ? ? ? rm G $ rm lnGRTK= $ (E)F AD ef ad kcc K cck = 正 逆 ( ) ()() $ 反应反应达达平平衡衡时，正时，正逆逆两两个个方方向向反应的速率反应的速率相相等，即：等，即： 正 正 = 逆 逆 k正 正ca(A)cd(D) = k逆逆ce(E)cf(F) 对于正对于正逆逆反应均为反应均为基元基元反应的可反应的可逆逆反应，则有反应，则有 正 正 = k正 正ca(A)cd(D) 逆 逆 = k逆 逆ce(E)cf(F) 无无催催化化剂剂时时