化学反应速率与化学平衡ppt课件.ppt
,基 础 化 学 课 件,2 0 0 3 年 9 月,第二章：化学反应速率与化学平衡（第一讲）第一节：化学反应速率,第一节 化学反应速率 化学反应的进行快慢是化学反应速率所要讨论的问题，反应的快慢是物质本性决定的，当然也与外部环境也很大的关系。一、化学反应速度的表示方法:aA+bB=dD+eE VA=-CA/t VD=CD/t 浓度的单位常用mol/L 时间常用单位秒(s)、分(min)、小时(h)，所以化学反应速率的的单位常用 mol/(L X S)mol/(L Xmin)mol/(L X h)。,例:在某条件下,将2mol N2O5放入1升的容器中加热分解,4秒钟后测的的浓度是1.2mol/L,求该反应的反应速度.解:2N2O5=4NO2+O2开始时各物质的浓度(mol/L)2 0 04秒内反应的物质浓度(mol/L)1.2-2 1.6 0.4平均每秒的浓度变化(mol/(L*S)-0.2 0.4 0.1当用N2O5的浓度变化来表示反应速度,则:V N2O5=-C N2O5/t=0.2 mol/(L*S)当用NO2的浓度变化来表示反应速度,则:V NO2=C NO2/t=0.4 mol/(L*S),该反应如果用VO2表示，则VO2=0.1 mol/(L*S).则VN2O5:VNO2:VO2=2:4:1 对于一般的反应aA+bB=dD+eE VA/a=VB/b=VD/d=VE/e,二、反应速度理论与活化能,有效碰撞理论,（2）反应分子具备一定能量,（1）碰撞频率,反应物分子间的相互碰撞是反应进行的先决条件碰撞频率越高，反应速率越大,活化分子：能量超出一定值，直接作用后 能发生化学作用的分子,活化能：活化分子所具有的最低能量与反 应物分子的平均能量的差值,（3）、碰撞有效方位,CO（g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g),总结：能量较高，方位合适的分子的碰撞才是有效碰撞。,O,H0,二、影响化学反应速度的因素：(浓度温度压强催化剂)1、浓度对化学反应的影响。恒温下的化学反应，其速度主要取决于反应物浓度，反应物浓度越大，反应速度越快。对于一般的反应aA+bB=dD+eE v=k CAm X CBn,原始浓度 浓度增大大后,压强只对有气体参加的反应有影响,压强增大,单位体积内的分子数目增多,单位体积内的活化分子数目增多,反应速度增大,反之,减小压强,反应速度减慢.,二、压强对化学平衡的影响,实验：,常温反应速度很慢,873K时爆炸式反应,近似规律：,温度每升高10K反应速率大约增加24倍,阿仑尼乌斯(Arrhenius)1889年,温度与反应速率关系：,1、阿仑尼乌斯经验公式,2、温度对反应速率的影响,阿仑尼乌斯经验公式：,k反应速率常数A指前因子或频率因子Ea实验活化能T热力学温度R气体常数（8.341JK-1 mol-1),阿仑尼乌斯公式推论：（1）反应速率与温度的关系：在一定温度范围内，对同一个反应，活化能Ea和频率因子A是常数，指数因子e-Ea/RT随T升高而增大，k增大。,温度上升，反应速率增加,（2）反应速率k与活化能Ea关系对不同反应，当温度一定时，活化能Ea越大，lnk越小。,反应活化能越大，反应速率越小,E,E1 分子的平均能量,E2 活化分子的最低能量,初始状态 温度升高后,Ea,E1,Ea,A、催化剂及催化作用,催化剂分类 正催化剂 加快化学反应速率 负催化剂 减慢化学反应速率,（1）定义：在化学反应中能显著改变化学反应速率而本身在反应前后其组成、质量和化学性质保持不变的物质。,（2）基本特征,i、催化剂的作用是化学作用，化学性质不变，物理性质可能变化 ii、催化剂只改变反应速率,不改变反应的可能性，不能使非自发反应变成自发反应 iiii、催化剂只能缩短可逆反应达到平衡时间,不能改变平衡状态,3、催化剂对化学反应速率的影响,iv、催化剂有高度选择性 a、某种催化剂只对某一反应或某一类型的反应有催化作用 b、对同一种反应物用不同的催化剂,得到不同产物,v、许多催化剂对杂质敏感,助催化剂 催化毒物,B、催化作用理论,催化剂加快反应速率的原因：改变原来的反应历程,降低反应的活化能,例如 N2+H2=2 NH3 没有催化剂 Ea=326KJ/mol N2+H2=2 NH3 有催化剂 Ea=175.5KJ/mol,C、催化反应的种类,均相催化反应 催化剂和反应物同处一相,多相催化反应 催化剂和反应物不同相,（1）均相催化反应,例 CH3CHO CH4+CO(慢)Ea=190.37 KJ/mol,加催化剂I2,CH3CHO+I2 CH3I+HI+CO(较快)Ea1=136 KJ/mol Ea,CH3I+HI CH4+I2(快)Ea2 Ea,H2O2+H2SO4+KMnO4 Mn2+O2+H2O+K2SO4,酸碱催化反应,酯的水解 CH3COOCH3+H2O CH3COOH+CH3OH,H+,H2O2的分解 H2O2 H2O+O2,OH-,自动催化作用,例如 合成氨的反应中，用铁作催化剂,N2+2 Fe 2N Fe,2N Fe+3H2 2NH3+2Fe,http:/,http:/,总结,温度、浓度、催化剂对反应速度的影响,
