文档介绍：第七章化学反应速率
Rate of Chemical Reaction
化学动力学(chemical ics)
第八章化学反应速率
定义:研究化学反应速率的科学。
研究内容
化学反应机理
影响反应速率的因素
化学反应速率理论
一、化学反应的平均速率和瞬时速率
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
平均速率(average rate)
第一节化学反应速率的表示方法
[定义]
[分类]
瞬时速率(instantaneous rate)
化学反应速率(rate of a chemical reaction) :
( min-1、h-1、d-1 、a -1 )
平均速率
在一个时间间隔内反应中某组分浓度的改变量。
[定义]
[单位]
mol·L-1·s-1
秒( 分、小时、天、年)
平均速率
例如 mol·L-1,在气相中发生分解:
2 N2O5 = 4 NO 2 + O 2
在时间2h内, mol·L-1
该反应的平均速率可以表示为:
通常采用其浓度变化易于测定的物质来表示反应速率。
它不能确切反映速率的变化情况,只提供了一个平均值,用处不大。
当反应的时间间隔无限缩短时(Δt→0)的反应速率。
瞬时速率
[定义]
t0
t0
反应不是等速进行的,多用瞬时速率来表示反应速率。
用不同反应物或产物来表示同一反应速率时,数值不等。
[注意]
N2 + 3H2→ 2NH3
dc(NH3)/dt = ×10-4 mol·L-1·s-1
-dc(N2)/dt = ?
×10-4 mol·L-1·s-1
×10-4 mol·L-1·s-1
-dc(H2)/dt = ?
瞬时速率的求得
反应物浓度与时间的关系图
要了解反应速率,就要测出各个不同时间里反应系统中某种反应物的浓度,给出c〜t的关系曲线。
反应刚开始,速率大,然后不断减小,体现了反应速率变化的实际情况。
曲线上任意一点切线斜率的负值,等于该点所对应时刻的瞬时速率。
一、有效碰撞(effective collision)理论与活化能
[基本要点]
,才能使旧键断裂新键形成;
第二节影响化学反应速率的内在因素—活化能
( 1918年英国科学家路易斯Lewis)
例如:2HI(g) H2 (g)+ I2(g)
HI(g): c = 1×10-3mol·L-1 ,T =973K
分子碰撞次数: ×1028次·s-1
若每次碰撞都能反应,
实际反应速率:
则υ= ×104 mol·L-1·s-1
υ= × 10-8 mol·L-1·s-1
有效碰撞理论
能够发生反应的称为有效碰撞(少数);
化学反应速率快慢由有效碰撞次数所决定。
,
②碰撞时要取合适的方向。
,反应物分子要同时具备两个条件:
①要具有足够的能量;
有效碰撞
弹性碰撞
活化分子:具有较高能量、能发生有效碰撞的分子。
活化分子和活化能
(activated molecule)
气体分子能量分布曲线图
E′: 活化分子具有的最低能量
阴影面积:活化分子分数
活化能(activation energy)
Ea = E′- E平
E平:分子具有的平均能量