化学反应的速率和限度节

化学反应的速率和限度节第一页，共十五页，2022年，8月28日第二章化学反应的速率和限度反应速率的基本概念反应速率的碰撞理论和过渡状态理论反应速率与反应物浓度、压力、温度及催化剂的关系化学平衡及化学平衡的移动与反应物浓度、压力、温度的关系。第二页，共十五页，2022年，8月28日§2.1化学反应速率一、化学反应速率的表示方法1平均速率化学反应速率是指在给定条件下反应物通过化学反应转化为产物的速率，常用单位时间内，生成物浓度的增加或反应物浓度的减少来表示。在定容条件下，化学反应的平均速率是用单位内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示的。第三页，共十五页，2022年，8月28日2瞬时速率在定容的条件下，反应的瞬时速率是用某一瞬间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示的：瞬时速率即为浓度对时间的一阶导数3半衰期(t1/2)反应物消耗一半所需要的时间第四页，共十五页，2022年，8月28日二、化学反应速率理论1化学反应历程和基元反应人们把反应物转变为生成物实际经过的途径、步骤称为反应历程或反应机理。反应历程：基元反应：由反应物分子（或离子、原子及自由基等）直接碰撞发生作用而生成产物的反应称为基元反应，即基元反应为一步完成的简单反应。由一个基元反应组成的化学反应称为简单反应。简单反应：第五页，共十五页，2022年，8月28日由两个或两个以上的基元反应组成的化学反应称为复杂反应复杂反应：复杂反应历程中速率最慢的基元反应称为复杂反应的定速步骤。定速步骤:2化学反应速率理论（1）有效碰撞理论反应物分子之间的相互碰撞是反应进行的必要条件；碰撞中能发生反应的一组分子首先必须具备足够的能量，以克服分子无限接近时电子云之间的斥力，从而导致分子中的原子重排，即发生化学反应；第六页，共十五页，2022年，8月28日③活化分子之间的碰撞还必须在取向适当的方位上才能发生有效碰撞。＊活化分子：具有较高能量能发生有效碰撞的分子称为活化分子。活化分子在全部分子中所占的比例即活化分子组所完成的碰撞次数占碰撞总数的比例，符合麦克斯韦-波尔兹曼定律：第七页，共十五页，2022年，8月28日＊活化能Ea：要使普通分子（即具有形式平均能量的分子）成为活化分子（即能量超出Ec的分子）所需的最小能量。活化能是化学反应的“能垒”，Ea越高，反应越慢；Ea越低，反应越快。Ea可以通过实验测定。CE分子分数%分子的能量分布曲线0活化分子Ea是决定化学反应速率的最主要因素第八页，共十五页，2022年，8月28日＊方位因子(p):分子处于有利于反应取向的碰撞次数占总碰撞次数的百分数。只有能量足够，方位适宜的分子对发生的碰撞才是最有效碰撞，也即只有能导致化学反应的碰撞才叫有效碰撞。OCOCNOOOON无效碰撞有效碰撞OCON产物O反应速率与碰撞频率，分子有效碰撞分数，以及方位因子有关第九页，共十五页，2022年，8月28日有效碰撞与化学反应的比喻第十页，共十五页，2022年，8月28日（2）过渡态理论化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞完成的，在反应物到产物的转变过程中，必须通过一种过渡态，即反应物分子活化形成活化配合物的中间状态。主要内容：活化配合物的特点是能量高、不稳定、寿命短，它一经形成，就很快分解；①活化配合物分解生成的趋势大于重新变为反应物的趋势；②反应的热效应Q是产物与反应物所具有的能量之差。③第十一页，共十五页，2022年，8月28日A反应物的平均能量;B活化配合物的能量;C产物的平均能量;Ea可看作正反应的活化能；Ea’为逆反应的活化能.

第十二页，共十五页，2022年，8月28日由盖斯定律:(1)+(2):NO2+CO—>NO+CO2

若Ea>Ea’,△rH>0,吸热反应

若Ea<Ea’,△rH<0,放热反应第十三页，共十五页，2022年，8月28日小结一反应速率的表示方法

a平均速率；b瞬时速率；c半衰期二化学反应速率理论

1化学反应历程和基元反应

a反应历程；b基元反应；c复杂反反应；d定速步骤

2化学反应速率理论

①主要内容；②活化分子；③活化能；④方位因子；⑤有效碰撞a有效碰撞理论

b过渡态理论主要内容反应吸热、放热的判断方法第十四页，共十五页，2022年，8月28日Topreserveafriend,threethingsarerequired:toh