化学浓度与化学反应速率的关系

化学浓度与化学反应速率的关系第1页，课件共24页，创作于2023年2月2、2、1浓度与化学反应速率的关系1、基元反应与非基元反应定义：

例：O2+H(g)=HO(g)+O(g)基元反应2NO+2H2=N2+2H2O非基元反应2NO+H2=N2+H2O2

（慢）H2O2+H2=2H2O（快）第2页，课件共24页，创作于2023年2月2、基元反应的速率方程式——质量作用定律（1）定律意义与表达式对于基元反应aA+bB=gG+dDv=kCAaCBb（2）特点：可以根据反应方程式直接写出表达式第3页，课件共24页，创作于2023年2月3、非基元反应的速率方程式（1）定律意义与表达式对于非基元反应aA+bB+┅gG+dD+┅

v=kCAαCBβ┅（2）特点：式中α、β等指数是待定数；表达式不能直接根据反应式写出，必须由实验确定。（例P33）

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)(V2O5催化剂)v=kc(CO)(实际为一级反应)第4页，课件共24页，创作于2023年2月4、反应级数与N级反应意义：分级数、级数特点：值可为0、正整数、分数或负数取值与N级反应第5页，课件共24页，创作于2023年2月5、速率常数kI意义：比例常数II影响因素：本性、温度、催化剂等、与反应物浓度大小无关。III单位：（浓度）1-n

·（时间）-1

例：一级反应：k1的SI单位S–1

二级反应：k2的SI单位m3

·mol—1

·s—1结论：k的单位随反应级数而定IVk的大小实质：反应比速（意义）(数值相等、单位不同)V/[v]=k/[k]（[v][k]表示V、K各自的单位）V应用：常用来比较相同条件下不同反应的速率大小或同一反应在不同温度、催化剂时的速率大小。第6页，课件共24页，创作于2023年2月6、一级反应中反应物浓度、反应时间、速率常数的关系式(1）表达式：

对于一级反应：v=-dc/dt=k1c积分后：ln(c/[c])=-k1t+ln(c0/[c])（注意解释各物理量的意义）第7页，课件共24页，创作于2023年2月第8页，课件共24页，创作于2023年2月（2）一级反应的特征：Iln(c/[c])t一次直线方程、直线斜率为–k

II半衰期t1/2=0.693/k与反应物浓度无关（3）t1/2的应用I放射性元素的特征常数II基础科学研究的应用第9页，课件共24页，创作于2023年2月（4）例P34例2.1（分析、讲）2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)H2O2分解是一级反应，k=0.0410min-1

I若从0.500mol/dm3溶液开始分解，10分钟后，浓度是多少？IIH2O2在溶液中分解一半所需的时间？第10页，课件共24页，创作于2023年2月解：ln[c/[c]=-0.0410min-1×10.0min+ln(0.500mol·dm-3/mol·dm-3)求得：c=0.332mol·dm-3t1/2=0.693/k=0.693/0.0410min-1=16.9min第11页，课件共24页，创作于2023年2月2、2、2温度与化学反应速率的关系1实验事实：牛奶在273K时48h不变酸、在300K时4h变酸（为什么？）2、理论解释：T↑、分子能量↑更多的分子参加反应，使反应速率↑3、半定量公式：范特荷夫规则：ΔT10KΔv2—4倍（液体1—2倍、气体2—4倍）第12页，课件共24页，创作于2023年2月4.定量公式：（1）表达式：k=Aexp(-Ea/RT)lg(k/[k])=-Ea/2.303RT+lg(A/[A])（2）公式中各物理量的意义：（不同的反应A、Ea不同（表2—1）、但在一定的温度范围内各为一定值）（3）公式的理解：第13页，课件共24页，创作于2023年2月第14页，课件共24页，创作于2023年2月I当T一定时、对于不同的反应、Ea

↑k↓v↓反应就越慢；反之亦然。II对于同一反应（当反应物浓度相同时）T↑k↑v↑反应就越快；反之亦然。III可以根据不同T时的k,求反应的活化能

T1时：lg(k1/[k])=-Ea/2.303RT1+lg(A/[A])T2时：lg(k2/[k])=-Ea/2.303RT2+lg(A/[A])两式相减有：lg(k2/k1)=Ea/2.303{[T2–T1]/T2·T1}第15页，课件共24页，创作于2023年2月（4）计算示例（P35例2.2）

例：已知反应H2S2O3=H2SO3+S（s）在浓度相同的条件下析出硫，T1=293K时需时t1=110S；T2=303K，需时t2=45.0S。求：该反应的活化能Ea、313K析出硫并达到同等程度浑浊时所需的时间。第16页，课件共24页，创作于2023年2月解：因为反应速度与反应所需的时间成反比

k2/k1=v2/v1=t1/t2=110s/45.0s由lg(k2/k1)=Ea/2.303{[T2–T1]/T2·T1}得Ea=2.303R[T1

·T2/(T2

–T1)]lg(k2/k1)

Ea=2.303×8.314[293×303/(303

–293)]lg(110/45.0)=6.60×104(J/mol)第17页，课件共24页，创作于2023年2月当T3=313K时由lg(k3/k1)=Ea/2.303{[T3–T1]/T3·T1}lg(110s/t3)=Ea/2.303{[T2–T1]/T2·T1}求得反应时间:t=19.5S(5)Ea对反应速率影响的经验规律：0105kJ/mol快<>很慢（6）阿氏公式适用范围：P38的第一类反反应第18页，课件共24页，创作于2023年2月第19页，课件共24页，创作于2023年2月4、2、3催化作用1、催化剂与催化反应2、催化剂改变化学反应速率的机理（P38图2—4）3、催化剂作用的特点：（1）只能加速热力学上可能进行的反应（2）催化剂只能改化学反应速率常数k，而不改变化学平衡常数K（3）催化反应中，催化剂具有特殊的选择性（P39）第20页，课件共24页，创作于2023年2月第21页，课件共24页，创作于2023年2月2、3几种类型的反应2、3、1多相反应1、相、多相体系与多相反应2、多相反应的速率常数kPkC及影响因素：物理的、化学的3、多相反应的步骤：扩散——反应——离去第22页，课件共24页，创作于2023年2月2、3、2链反应1、定义2、链反应的三个阶段：链的引发、传递、终止3、爆炸反应的实质：生成的活性微粒数多于消耗的活性微粒数4、常见物