第三章反应速率下课时

第三章化学反应速率和化学平衡广西民族大学预科教育学院杨柳青概念之间的关系瞬时速率浓度温度催化剂反应机理（基元反应、复杂反应、定速步骤、速率常数、反应级数）有效碰撞理论过渡态理论活化分子、活化能现象本质化学反应速率平均速率3.1化学反应速率3.1.1化学反应速率的概念3.1.2化学反应速率的表示方法3.1.2.1平均速率

3.1.2.2瞬时速率3.1.3反应机理3.1.4化学反应速率理论3.1.4.1有效碰撞理论3.1.4.2过渡态理论3.1.5影响化学反应速率的因素3.1.5.1浓度对化学反应速率的影响3.1.5.2温度对化学反应速率的影响3.1.5.3催化剂对化学反应速率的影响1863188919171935186519133.1.5.2温度对化学反应速率的影响高压锅煮饭快，因水温可达到1100C冰箱储存食物，食物不易变质实验：k和温度有关

k-T

图温度升高，k也增大，但k~T不是线性关系。

lnk-1/T图直线的截距为lnA

。直线的斜率为，lnk与1/T是线性关系。阿仑尼乌斯方程式ArrheniusSvanteAugust瑞典化学家阿仑尼乌斯方程式：Ea：活化能、实验活化能（J·mol-1）R：气体常数8.314J·mol-1·K-1A：指前因子（单位同k）对给定反应来说为常数，由反应本性决定而与反应温度及系统中物质浓度无关。T：热力学温度（K）阿仑尼乌斯方程意义无催化剂时，同一反应的Ea及A不随T变化从上式可知：1.同一反应，T

增大，则

k

增大，v增大2.对于两个反应，在同一温度下，Ea较大的反应反应速率v较小活化能的求解1——绘图法见课本p45例题类似习题见课本p57、3.6s-1对于一个给定的反应，温度变化不大时Ea和A可视为常数。两式相减，得：应用：求k、T、Ea活化能的求解2——阿仑尼乌斯方程法练习p57、3.9解：

【例】某药物在水溶液中分解。在323K和343K时测得该分解反应的速率常数分别为7.08×10-4h-1和3.55×10-3h-1，求该反应活化能和298K时的速率常数。在298K时的速率常数k可按下式计算：将求得的Ea值和323K时的k1值代入上式，得：活化能是什么？

Arrhenius：“反应物的分子R必须经过一个中间活化状态（R*）才能转变为产物P”R*:活化分子“活化能是由非活化分子R转变为活化分子R*需要吸收的能量”催化剂（catalyst）：能够改变化学反应速率，而其本身的质量和化学组成在反应前后保持不变的物质。催化作用（catalysis）：催化剂改变化学反应速率的作用。催化反应（catalyticreaction）：催化剂作用下进行的反应。

正催化剂：能加快化学反应速率的催化剂。

负催化剂：能减缓化学反应速率的催化剂。3.1.5.3催化剂对化学反应速率的影响

反应在固相催化剂表面的活性中心上进行，催化剂分散在陶瓷载体上，其表面积很大，活性中心足够多，尾气可与催化剂充分接触。汽车尾气(NO和CO)的催化转化：车载三元催化剂1.高度选择性2.催化效率高3.常温常压可以进行酶催化反应催化作用的特点：①只能对热力学上可能发生的反应起作用。②通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间。④只有在特定的条件下催化剂才能表现活性。③催化剂有选择性，选择不同的催化剂会有利于不同种产物的生成。3.1.4化学反应速率理论

3.1.4.1有效碰撞理论理论要点：1.化学反应发生的先决条件是反应物分子发生碰撞，反应速率的大小与碰撞频率成正比。2.分子间只有有效碰撞才能发生反应。a.方位合适b.能量足够大3.能发生有效碰撞的分子叫活化分子。活化分子具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差，叫活化能。例如：反应碰撞的方位合适氧原子氮原子O3与NO间的碰撞不发生反应不发生反应此方位可发生反应分子百分数能量阴影面积表示活化分子分数E1活化分子的最低能量是E1Ea活化能EaE平均反应物分子平均能量E平均气体分子的能量分布和活化能E1E平均分子百分数能量Ea1Ea2E2温度一定，Ea越大，活化分子越少，反应进行越慢气体分子的能量分布和活化能浓度影响速率：某反应的活化能也一定，当温度一定时，浓度增大,分子总数增加，活化分子数随之增多,反应速率增大。某反应的活化能也一定，当浓度一定时，温度升高，活化分子分数增多,反应速率增大。

温度影响速率：

实验结果表明，催化剂参与的分解反应，改变了反应机理，降低了反应活化能，增大了活化分子分数，反应速率显著增大。活化能降低使活化分子分数增加催化作用的碰撞理论解释3.1.4.2过渡态理论基本观点：从反应物到生成物之间形成了势能较高的活化络合物，活化络合物所处的状态叫过渡态。例如：反应其活化络合物，具有较高的势能Eac。它很不稳定，很快分解为产物分子NO2和O2。NOOOO氧原子氮原子O3与NO间的反应0能量反应时间反应时间反应时间或哪个是吸热反应？ΔrHm=Ea(正)-Ea(逆)

Ea(正)＜Ea(逆)，ΔrHm＜0，为放热反应；Ea(正)＞Ea(逆)，ΔrHm＞0，为吸热反应。对于一般化学反应，反应过程中能量变化曲线如下：1234势能反应过程

所示反应图上哪一点代表反应中间产物？哪一点代表活化络合物？反应时间催化剂对反应活化能的影响催化作用的过渡态理论解释反应时间反应时间除了浓度、温度、催化剂，还有其他影响反应速率的因素吗？接触面积产物分子溶剂压强影响化学反应速率因素总结小结温度对化学反应速率的影响——阿仑尼乌斯方程式活化能，活化