第二章化学反应速率ppt课件

《第二章化学反应速率ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章化学反应速率ppt课件（73页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第二章 化学反响速率化学动力学化学动力学研讨化学反响的速率及途径。研讨化学反响的速率及途径。化学热力学化学热力学研讨化学反响的方向及限制研讨化学反响的方向及限制)目的目的找出有关影响反响速率的规律加以找出有关影响反响速率的规律加以利用提高产率或抑制有害反响。利用提高产率或抑制有害反响。第二章 化学反响速率 本章要求：本章要求：了解化学反响速率的概念、实际；了解化学反响速率的概念、实际；掌握浓度、温度、催化剂对化学反响速率常数掌握浓度、温度、催化剂对化学反响速率常数k及反响速率及反响速率v的影响的影响,掌握速率常数掌握速率常数k的特点的特点.本章难点：质量作用定律的运用；阿仑尼本章难点：质量作用

2、定律的运用；阿仑尼乌斯公式运用乌斯公式运用本章重点：质量作用定律；浓度、温度、本章重点：质量作用定律；浓度、温度、催化剂对化学反响速率及催化剂对化学反响速率及k的影响的影响;阿仑尼阿仑尼乌斯公式。乌斯公式。学学 时：时：3学时学时第二章 化学反响速率n化学反响速率化学反响速率v：在一定条件下，单位时间：在一定条件下，单位时间内某化学反响的反响物转变为生成物的速率。内某化学反响的反响物转变为生成物的速率。n不同的化学反响，反响速率相差很大。不同的化学反响，反响速率相差很大。n对同一化学反响，反响条件不同也会有不同对同一化学反响，反响条件不同也会有不同的反响速率的反响速率第二章 化学反响速率1、平

3、均速率：、平均速率：一、化学反响速率的表示方法：一、化学反响速率的表示方法：化学反响速率化学反响速率:平均速率和瞬时速率平均速率和瞬时速率定容条件下，单位时间内某一反响定容条件下，单位时间内某一反响物浓度的减少或生成物浓度的添加。物浓度的减少或生成物浓度的添加。单位单位:mol L-1 s-1(min-1,h-1)因规定反响因规定反响速率是正值速率是正值反响物浓度减少反响物浓度减少,ci 为负为负,加负号加负号生成物浓度添加生成物浓度添加,ci 为正。加正号为正。加正号tcttccvi1212 例：例：2 N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)起始浓度起始浓度 1.15molL-1 0 0

4、100s后后 1.0 molL-1那么反响在那么反响在100s内的平均速率内的平均速率为：为：2415.02115.0tcviv=)()(41)(212252OvNOvONv留意留意1.1.表示反响速率时表示反响速率时,必需注明用哪一种物质必需注明用哪一种物质,反响反响物加负号物加负号2.2.每种物质的反响速率除以化学计量系数每种物质的反响速率除以化学计量系数2、瞬时速率：、瞬时速率：例：例：N2+3H2=2NH3 假设假设dt内内N2浓度减少浓度减少dx,那么：那么：v(N2)=-dc(N2)/dt =-dx/dt v(H2)=-dc(H2)/dt=-3dx/dt 数值不等数值不等 v(NH

5、3)=dc(NH3)/dt=2dx/dt 定容条件下定容条件下,t0 时时,反反响物浓度减少或生成物添加响物浓度减少或生成物添加单位：单位：mol L-1 s-1对于普通化学反响：对于普通化学反响：mA+nB=pC+qD mA+nB=pC+qD 瞬时速率同样有以下关系：瞬时速率同样有以下关系：不同物质浓度变化表示同一反响速率时不同物质浓度变化表示同一反响速率时,其反其反响速率之比就等于方程式中计量系数之比响速率之比就等于方程式中计量系数之比:重点掌握重点掌握例例1.反响反响2A+3B2D，以下所示的速率表达式，以下所示的速率表达式正确的选项是正确的选项是_。dt)B(dcdt)A(dc32dt

6、)D(dcdt)B(dc23dt)D(dcdt)A(dcdt)B(dcdt)A(dc23(C)D(B)AA二、化学反响速率实际简介二、化学反响速率实际简介 1.有效碰撞实际有效碰撞实际:(1918年路易斯年路易斯)(适用于气相适用于气相双分子反响双分子反响)要点：少数具有较高能量的活化分子按一定要点：少数具有较高能量的活化分子按一定取向的有效碰撞，才干使能量转化、旧键断取向的有效碰撞，才干使能量转化、旧键断裂，构成新键、从而转化为产物分子，完成裂，构成新键、从而转化为产物分子，完成反响。反响。二、化学反响速率实际简介二、化学反响速率实际简介 1.有效碰撞实际有效碰撞实际:(1918年路易斯年路

7、易斯)(适用于气相双分子反适用于气相双分子反响响)反响速率的大小与反响物分子碰撞的频率成正比反响速率的大小与反响物分子碰撞的频率成正比VZ.VZ.在一定的温度下在一定的温度下,反响物分子碰撞的频率又与反响物浓度反响物分子碰撞的频率又与反响物浓度成正比成正比.如气相双分子反响：如气相双分子反响：m A+n B=p C+q D m A+n B=p C+q DZZ0cm(A)cn(B)ZZ0Cm(A)Cn(B)Z:单位时间单位体积内反响物分子的总碰撞单位时间单位体积内反响物分子的总碰撞次数次数Z0:单位浓度时的碰撞频率单位浓度时的碰撞频率(与温度有关与温度有关,与浓与浓度无关度无关)活化分子百分数活

8、化分子百分数 f f：活化分子在总分子中占的百：活化分子在总分子中占的百分数分数:f:f大、有效碰撞多、反响速率快大、有效碰撞多、反响速率快.有效碰撞：能发生化学反响的碰撞称为有效碰撞有效碰撞：能发生化学反响的碰撞称为有效碰撞活化分子：具有较高能量的可以发生有效碰撞的分子活化分子：具有较高能量的可以发生有效碰撞的分子活化能活化能:1mol:1mol具有平均能量的分子变成活化分具有平均能量的分子变成活化分子需吸收的最低能量子需吸收的最低能量.f=e-EaRTEEcE分子分数分子分数%Ea=Ec-EEa影响活化能大小的要素影响活化能大小的要素1.活化能活化能Ea由反响本性决议由反响本性决议,与反响

9、物浓度无关；与反响物浓度无关；2.Ea受温度影响较小，可忽略，受温度影响较小，可忽略，T 变，变，Ea根本不变；根本不变；3.催化剂对催化剂对Ea影响较大，催化剂可大大降低影响较大，催化剂可大大降低Ea，加快反响速率；加快反响速率；4.Ea小，活化分子百分数增大，反响速率加快，小，活化分子百分数增大，反响速率加快，普通反响的普通反响的 Ea 40-400 kJmol-1 Ea 40-400 kJmol-1多数在多数在60-25060-250之间之间 Ea Ea 40 kJmol-1 40 kJmol-1反响速率大反响速率大 Ea Ea 400 kJmol-1 400 kJmol-1反响速率非常

10、小反响速率非常小重点掌握重点掌握不是活化分子的每次碰撞都能发生反响不是活化分子的每次碰撞都能发生反响,活化分子活化分子只需在一定方向上的碰撞才干发生反响只需在一定方向上的碰撞才干发生反响.两分子取向两分子取向有利于发生反响的碰撞时机占总碰撞时机的百分数有利于发生反响的碰撞时机占总碰撞时机的百分数称为方位因子称为方位因子(p).例如：例如：CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)v=pf Z=pf v=pf Z=pf Z0cm(A)cn(B)Z0cm(A)cn(B)(3)方位因子方位因子(p)无效碰撞无效碰撞 有效碰撞有效碰撞式中式中p为方位因子；为方位因子；k为速率常数。可见方位为速

11、率常数。可见方位因子越大，有效碰撞时机越多，反响速率越因子越大，有效碰撞时机越多，反响速率越快快 k=p f Z0=P Z0 e-Ea-EaRT2过渡形状实际过渡形状实际 反响物反响物 活化配合物活化配合物 产物产物(1)反响物分子首先要构成一个中间形状的化合反响物分子首先要构成一个中间形状的化合物物活化配合物活化配合物(又称过渡形状又称过渡形状).在分子相互接在分子相互接近的过程中近的过程中,原有的化学键尚未完全断开原有的化学键尚未完全断开,新的化新的化学键又未完全构成学键又未完全构成 如反响：如反响：CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)其反响过程为其反响过程为CO(g)+NO

12、2(g)ONOCO 反响物反响物 活化配合活化配合物物 CO2(g)+NO(g)生成物生成物)(4)活化能活化能 Ea(3)(3)活化配合物分解生成产物的趋势大于重新变活化配合物分解生成产物的趋势大于重新变为反响物的趋势为反响物的趋势 (2)(2)活化配合物具有极高的势能，极不稳定活化配合物具有极高的势能，极不稳定.一一方面很快与反响物建立热力学平衡，另一方面方面很快与反响物建立热力学平衡，另一方面又能分解为生成物又能分解为生成物 活化配合物势能与反响物平均势能的差值活化配合物势能与反响物平均势能的差值.Ea正正=Ec-A 反响物反响物 活化配和物活化配和物 产物产物活化配和物活化配和物(不稳

13、定不稳定)Q=Ea,正正 -Ea,逆逆 产物产物 反响历程反响历程EcEa,正正Ea,逆逆反响物反响物QAEBEEa正正=Ec-A Ea逆逆=Ec-B n化学反响的热效应化学反响的热效应Q为生成物与反响物的能量之差为生成物与反响物的能量之差 n Q=BA=(Ec A)(Ec B)=Ea正正 Ea逆逆 n Ea正正 Ea逆逆 Q0 正反响为吸热反响正反响为吸热反响n Ea正正 Ea 逆逆 Q0 正反响为放热反响正反响为放热反响n Ea吸吸 Ea放放重点掌握重点掌握n化学反响不同化学反响不同,反响速率不同反响速率不同,主要取决于反主要取决于反响本性响本性,内因内因:Ea大小决议大小决议n外因外因:

14、反响物浓度反响物浓度,温度温度,催化剂等要素影响催化剂等要素影响.2-2 影响化学反响速率的缘由影响化学反响速率的缘由2-2 影响化学反响速率的缘由影响化学反响速率的缘由大多数反响是经过多步才完成的大多数反响是经过多步才完成的,由两个或两个以上由两个或两个以上基元反响构成的反响称为复杂反响基元反响构成的反响称为复杂反响.复杂反响中最慢复杂反响中最慢的基元反响为复杂反响的定速步骤的基元反响为复杂反响的定速步骤.1.反响机理反响机理:把反响物转变成生成物实践所阅历的途把反响物转变成生成物实践所阅历的途径径(步骤步骤)称为反响机理称为反响机理(或反响历程或反响历程)一、浓度对化学反响速率的影响一、浓

15、度对化学反响速率的影响化学动力学中把从反响物一步转变为生成物的反响称化学动力学中把从反响物一步转变为生成物的反响称为基元反响为基元反响.由一个基元反响构成的化学反响称为简单由一个基元反响构成的化学反响称为简单反响反响;简单反响简单反响:CO2(g)+NO(g)=CO(g)+NO2(g)复杂反响复杂反响:H2(g)+I2(g)=2HI(g)I2(g)=2I(g)(1)(快快)2I(g)+H2(g)=2HI(g)(2)(慢慢)反响反响(2)是复杂反响是复杂反响H2(g)+I2(g)=2HI(g)的定速步骤的定速步骤2.质量作用定律质量作用定律 T一定一定,活化分子的百分数是一定的活化分子的百分数是

16、一定的,添添加反响物浓度加反响物浓度,活化分子的总数添加活化分子的总数添加,有效碰有效碰撞次数增大撞次数增大,反响速度加快反响速度加快,c 越大越大,反响速率反响速率越快越快.在一定温度下，基元反响的反响速率与在一定温度下，基元反响的反响速率与各反响物的浓度以化学计量系数为指数的乘各反响物的浓度以化学计量系数为指数的乘积成正比积成正比质量作用定律质量作用定律:留意留意:(1)只适于基元反响只适于基元反响(2)与产物浓度无关与产物浓度无关例如：基元反响：例如：基元反响：CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)2NO2(g)=2NO(g)

17、+O2(g)2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)v1=kc(CO)c(NO2)v2=kc2(NO2)n mA+nB=pD+qEn对于恣意基元反响对于恣意基元反响 速率方程通式速率方程通式:v=k cAm cBnm反响物反响物A的级数，的级数，n反响物反响物B的级数的级数 k 速率常数速率常数m+n反响的总级数反响的总级数通常说反响级数是指整个反响的总级数通常说反响级数是指整个反响的总级数重点掌握重点掌握 反响级数反响级数对于恣意基元反响：对于恣意基元反响：mA+nB=pC+qD v=kcm(A)cn(B)反响级数可以是正整数、分数、反响级数可以是正整数、分数、0,0,或为负数或为负数(极少

18、极少).).例如例如:m+n=0 1 2 3 零级反响零级反响 一级反响一级反响 二级反响二级反响 三级三级反响反响 通常没有四级反响通常没有四级反响v=k阐明：基元反响可按质量作用定律直接写阐明：基元反响可按质量作用定律直接写出速率方程出速率方程非基元反响不能按质量作用定律直接写出非基元反响不能按质量作用定律直接写出速率方程速率方程,要由实验测得要由实验测得m和和n,推出速率方推出速率方程但非基元反响的机理中的各基元反响程但非基元反响的机理中的各基元反响可适用质量作用定律可适用质量作用定律.如如:CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)是基元是基元反响，反响，那么：那么：v=k c

19、CO,g)cNO2,g)例例2:298K,3I-(aq)+S2O82-(aq)=2SO42-+I3-求求k、m、n、m+nc(S2O82-)c(I-)反应初始速率反应初始速率11.010-41.010-20.6510-622.010-41.010-21.3010-632.010-40.510-20.6510-6解：解：v=k c(S2O82-)m c(I-)n k不变不变 v1/v2:0.65 10-6/1.30 10-6 =(1.010-4)m(1.010-2)n/(2.010-4)m(1.010-2)n 0.5=(0.5)m m=1v2/v3:2n=2 n=1 m+n=2 k=L0.65m

20、ol-1min-1 m+n=2总反响级数为总反响级数为2111214116128211min65.0100.1100.11065.0)()(molLLmolLmolsLmolIcOScvk物理意义：各反响物浓度均为单位浓度时的反物理意义：各反响物浓度均为单位浓度时的反响速率响速率.k.k值越大值越大,反响速率越快反响速率越快 k k的性质：的性质：A A：由反响物的本性决议，与反响物浓度无关：由反响物的本性决议，与反响物浓度无关B B：与温度有关，：与温度有关，T,k,vT,k,vC C：与：与EaEa和催化剂有关，和催化剂有关，Ea,k Ea,kD:k D:k 有单位有单位,与反响速率方程式

21、书写方式有关与反响速率方程式书写方式有关反响速率常数反响速率常数k k重点掌握重点掌握 v=kcm(A)cn(B)v=kcm(A)cn(B)k k的单位：的单位：mol1-x Lx-1 s-1(x mol1-x Lx-1 s-1(x为反响为反响总级数总级数)零级反响零级反响 mol L-1 s-1 mol L-1 s-1 一级反响一级反响 s-1 s-1 二级反响二级反响 mol-1 L s-1 mol-1 L s-1 三级反响三级反响 mol-2 L2 s-1 mol-2 L2 s-1*可由可由k k的单位推测反响级数的单位推测反响级数v v 的单位永远是的单位永远是molL-1 s-1 m

22、olL-1 s-1 重点掌握重点掌握运用反响速率方程时应留意的问题运用反响速率方程时应留意的问题1.质量作用定律只适用于基元反响质量作用定律只适用于基元反响 mA+nB=pC+qD v=kcm(A)cn(B)复杂反响复杂反响,速率方程经过实验确定速率方程经过实验确定,不能根据方不能根据方程式计量关系书写程式计量关系书写.2.反响物为纯液体反响物为纯液体,纯固体时纯固体时,把它们的浓度看作把它们的浓度看作常数常数,浓度不表示浓度不表示.例例3:C(s)+O2(g)=CO2(g)v=kc(O2)3:C(s)+O2(g)=CO2(g)v=kc(O2)重点掌握重点掌握3.3.稀溶液中溶剂参与的反响稀溶

23、液中溶剂参与的反响,溶剂可不写出溶剂可不写出例如例如:2Na(s)+2H2O(l)=2Na+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)2Na(s)+2H2O(l)=2Na+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)v=k v=k4.4.对气体反响对气体反响,速率方程也可用气体分压来表速率方程也可用气体分压来表示示例例:C(s)+O2(g)=CO2(g)v=k p(O2:C(s)+O2(g)=CO2(g)v=k p(O2 影响单位体积内活化分子的总数影响单位体积内活化分子的总数c(反响物反响物)增大，单位体积内分子数增大、有效碰撞次数增增大，单位体积内分子数增大、有效碰撞次数增大、大、v 增大；增大；活

24、化分子总数增大但活化分子百分数活化分子总数增大但活化分子百分数f 不变不变 单位体积内分子数单位体积内分子数 活化分子数活化分子数 f 100个个 8个个 f=8%浓度增大浓度增大 1000个个 80个个 f=8%k与与f 有关，与活化分子总数无关，有关，与活化分子总数无关，浓度如何影响反响速率浓度如何影响反响速率 温度对反响速率的影响比浓度的影响更显著温度对反响速率的影响比浓度的影响更显著.c一定时一定时,T,绝大多数化学反响的速率明显增大绝大多数化学反响的速率明显增大.由于由于T,反响物分子的运动速率加快反响物分子的运动速率加快,反响物分子反响物分子间碰撞频率增大间碰撞频率增大,更重要的是

25、反响物分子的能量添加更重要的是反响物分子的能量添加,活化分子的百分数也随之添加活化分子的百分数也随之添加,所以有效碰撞次数增所以有效碰撞次数增大大,使反响速率加快使反响速率加快.温度变化对反响速率的影响温度变化对反响速率的影响,(c一定时一定时,T,f,v)主要表如今对速率常数主要表如今对速率常数k的影响的影响.二、温度对化学反响速率的影响二、温度对化学反响速率的影响 1884年范特霍夫提出了一个阅历规那么：普通情年范特霍夫提出了一个阅历规那么：普通情况下，在反响物浓度一样的情况下，温度每升高况下，在反响物浓度一样的情况下，温度每升高10，反响速率大约添加到原来的反响速率大约添加到原来的2-4

26、倍。倍。1、范特霍夫规那么、范特霍夫规那么t)t(kkC)t(t1010ntntkkCntt)10()10(为温度系数为温度系数n利用范特霍夫规那么可估计温度对反利用范特霍夫规那么可估计温度对反响速率的影响响速率的影响n在一定温度范围内成立爆炸反响不符在一定温度范围内成立爆炸反响不符2、阿仑尼乌斯方程式定量公式、阿仑尼乌斯方程式定量公式RTEaeAkEa：活化能：活化能kJmol-1R:8.31410-3 kJmol-1K-1A：指前因子单位同：指前因子单位同k对给定反响来说为常数对给定反响来说为常数从上式可知：从上式可知：T 添加、添加、k 添加、添加、v添加且影响较添加且影响较大大无催化剂

27、时，同一反响的无催化剂时，同一反响的Ea及及A不随不随T 变化变化1指数式：指数式：重点掌握重点掌握温度添加温度添加,k,k值变大值变大,由于由于k k与温度与温度T T成指数关成指数关系系,因此温度的微小变化因此温度的微小变化,将导致将导致k k值的较大值的较大变化变化.2对数式：对数式：ARTEkalnlnARTEkalg303.2lg重点掌握重点掌握阿仑尼乌斯公式适用于均相和多相系统阿仑尼乌斯公式适用于均相和多相系统,但并不是一但并不是一切反响都符合这个公式切反响都符合这个公式 1/T(103K-1)4.03.02.01.00.51.01.52.0lg k以以lgk1/T作图作图 为直线

28、：为直线：斜率斜率=-Ea/2.303RT 截距截距=lgA例例2-4:对于以下反响：对于以下反响：C2H5Cl(g)=C2H4(g)+HCl(g)其指前因子其指前因子A=1.61014s-1，Ea=246.9kJmol1，求求700K、710K和和800K时的速率常数时的速率常数k。解：根据阿仑尼乌斯公式，当解：根据阿仑尼乌斯公式，当T=700KT=700K时：时：ARTEkalg303.2lg114111s106.1lgK700KmolJ314.8303.2molJ10009.246k700=6.010-5s-1用同样的方法可求出温度为用同样的方法可求出温度为710K和和800K时时的速率

29、常数的速率常数k。k710=1.110-4s-1k800=1.210-2s-1 温度升高10时,反响速率约增大到原来的2倍,温度升高100 时,反响速率约增大到原来的200倍 阿仑尼乌斯公式不仅阐明阿仑尼乌斯公式不仅阐明k k与与T T 的关系的关系,而且而且还阐明还阐明EaEa、T T 与与k k 的关系，的关系，Ea Ea 越大越大,k,k 值越值越小小,反响速率越慢反响速率越慢.斜率斜率=-Ea/2.303RT 截距截距=lgA斜率较小的直线斜率较小的直线代表活化能较小的反响，斜率较大的代表活化能较小的反响，斜率较大的代代表活化能较大的反响表活化能较大的反响 活化能较大的反响活化能较大的

30、反响,其反响速其反响速率随温度添加较快率随温度添加较快,即具有较即具有较大的温度系数，所以温度升高大的温度系数，所以温度升高对活化能较大的反响更有利对活化能较大的反响更有利 ARTEkalg303.2lg4.03.02.01.00.51.01.52.0lg k1/T(103K-1)3、运用：求不同温度时的、运用：求不同温度时的k 及及Ea、A 假设假设T1、T2时有时有k1、k2，代上式相减有，代上式相减有求求k、T、Ea121212lg303.2kkTTTTREa求求EaRTEkAa303.2lglg求求A211212303.2lgTTTTREkka重点掌握重点掌握由实验测得两个不同温度下由

31、实验测得两个不同温度下T1T2T1T2的速率常数的速率常数k1k2,k1k2,可计算可计算Ea Ea 反之反之,假设知假设知EaEa及某一温度下的速率常及某一温度下的速率常数数k k，也可计算出另一温度下的，也可计算出另一温度下的k k值值.温度变化一样时温度变化一样时,T=T，Ea较大的反响较大的反响,速率常速率常数数k随温度的升高而添加的倍数较大随温度的升高而添加的倍数较大,故升高温度故升高温度有利于活化能较大的反响有利于活化能较大的反响.由于由于EA(吸热反响大吸热反响大于于EA(放热反响，故升高一样温度时，吸热反放热反响，故升高一样温度时，吸热反响响k升高的倍数远远大于放热反响升高的倍

32、数远远大于放热反响k 升高倍数。升高倍数。结结 论：论：对同一反响对同一反响,温度变化一样时温度变化一样时,因因EaEa根本不变根本不变,故在故在低温区速率常数随温度的升高而添加的倍数较大低温区速率常数随温度的升高而添加的倍数较大,因此因此,在低温区改动温度对速率的影响比高温区内在低温区改动温度对速率的影响比高温区内要大要大.例例2-52-5对于反响：对于反响：2NOCl(g)=2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)=2NO(g)+Cl2(g)经实经实验测得验测得300K300K时时,k1=2.8,k1=2.810-5Lmol-1s-1,400K10-5Lmol-1s-1,400K时时,k

33、2=7.0k2=7.010-1Lmol-1s-110-1Lmol-1s-1，求反响的活化能，求反响的活化能，800K800K时时k3 k3 解：根据公式解：根据公式211212303.2lgTTTTREkka1212213032kklgTTTTR.Ea511110821007K300K400K400K300KmolJ31483032.lg.Ea=101kJmol-1KKKKKmolkJmolkJsmolLk30080030080010314.8303.2101108.2lg11311153k3=2.8106Lmol-1 s-1n 知知T1、T2的速率常数的速率常数k1、k2,求求Ea，知，知E

34、a，可求可求T1 、T2 、k1 、k2 任一个任一个温度如何影响反响速率温度如何影响反响速率 单位体积内活化分子百分数单位体积内活化分子百分数 f 添加添加nT增大增大,分子运动速率添加、易获得能量成为活分子运动速率添加、易获得能量成为活化分子、活化分子百分数化分子、活化分子百分数 f 添加、有效碰撞次添加、有效碰撞次数添加、数添加、v 增大增大.(2)Ea大的反响，大的反响，k 小，反响慢；但温度变化一样时，小，反响慢；但温度变化一样时，Ea大的反响大的反响k增大显著；增大显著；(1)T 增大、增大、-Ea/RT增大、增大、k 增大、增大、v 增大增大;且因指数且因指数关系关系k 增大显著

35、增大显著;因此因此T增大时，增大时，k增大，增大，v增大，而增大，而Ea不变不变k 与与c无关无关n由阿仑尼乌斯方程式指数式有：由阿仑尼乌斯方程式指数式有：RTEaeAk1.催化剂和催化作用催化剂和催化作用催化剂催化剂:在反响系统中，能改动化学反响速率而本身在反响系统中，能改动化学反响速率而本身在反响前后质量、组成和化学性质都不发生变化的在反响前后质量、组成和化学性质都不发生变化的一类物质一类物质 。催化剂改动反响速率的作用称为催化作用催化剂改动反响速率的作用称为催化作用 凡是能加快反响速率的催化剂称为正催化剂凡是能加快反响速率的催化剂称为正催化剂 凡是能减慢反响速率的催化剂称为负催化剂或阻化

36、剂凡是能减慢反响速率的催化剂称为负催化剂或阻化剂 三、催化剂对化学反响速率的影响三、催化剂对化学反响速率的影响2.2.催化剂的特性催化剂的特性 (1).(1).催化剂改动了反响的历催化剂改动了反响的历程程,降低了反响的活化能降低了反响的活化能,使使活化分子百分数添加活化分子百分数添加,反响反响速率加快速率加快 A+B AB 无催化剂无催化剂 A+B AB Ea加催化剂加催化剂A+K AK E1 AK+B AB+K E2从图可知：从图可知：E1和和E2Ea，反响速率加快，反响速率加快 因速率常数与活化能呈指数关系因速率常数与活化能呈指数关系,活化能发生活化能发生较小的变化较小的变化,反响的速率常

37、数就会发生大幅度反响的速率常数就会发生大幅度的变化的变化,导致化学反响速率大幅度改动导致化学反响速率大幅度改动 HI(g)503K分解分解无催化剂无催化剂 Ea=184.1kJmolAuEa=104.6kJmol,k 增大增大1亿多倍亿多倍例例2-6 知反响知反响 2H2O2 =2H2O+O2 的活化能的活化能Ea1 为为71 kJmol-1，在过氧化氢酶的催化下，在过氧化氢酶的催化下,活化能活化能Ea2 降至降至8.4 kJmol-1.试计算试计算298K时在酶催化下时在酶催化下,H2O2分解速分解速率为原来的多少倍？率为原来的多少倍？解：知反响：解：知反响：2H2O2 =2H2O+O2 T

38、=298K Ea1=71 kJmol-1 Ea2=8.4 kJmol-1 RTEaAek据公式：据公式：102725K298KmolJ3148molJ10004871121049111.eekk.).(K298KmolJ314.8molJ10004.821112AeAekRTEaK298KmolJ314.8molJ10007111111AeAekRTEa方法一方法一:10121112112221110499710298314830321000487130321230323032.kk.KKmolJ.molJ).(RT.EaEakklg)()(AlgRT.EaklgAlgRT.Eaklg12 方

39、法二方法二 参与催化剂使反响的活化能降低，参与催化剂使反响的活化能降低，k k与与 Ea Ea 为指为指数关系数关系,速率常数速率常数 k k 变大变大.活化能发生较小的变化，反响的速率常数就活化能发生较小的变化，反响的速率常数就会发生大幅度的变化，导致化学反响速率大幅度会发生大幅度的变化，导致化学反响速率大幅度改动改动 参与催化剂参与催化剂,使使 Ea Ea 降低降低,活化分子百分数提高活化分子百分数提高 参与催化剂参与催化剂2.2.催化剂只能改动反响速率催化剂只能改动反响速率,不能改动反响的不能改动反响的能够性能够性催化剂只能加速热力学以为能够进展的反响催化剂只能加速热力学以为能够进展的反

40、响,对于热力学以为不能发生的化学反响对于热力学以为不能发生的化学反响,运用催运用催化剂是徒劳的化剂是徒劳的 3.3.催化剂具有高选择性催化剂具有高选择性 每种催化剂都有其运用的范围每种催化剂都有其运用的范围,只能催化某一类只能催化某一类或某几个反响或某几个反响,有时甚至只能催化某一个反响有时甚至只能催化某一个反响 4.4.催化剂具有高效性催化剂具有高效性少量的催化剂就可使反响速率发生极大的变少量的催化剂就可使反响速率发生极大的变化，其效能远远超越浓度、温度对反响速率化，其效能远远超越浓度、温度对反响速率的影响的影响 小结小结:定性定性kvEa增加反应物增加反应物c不变不变不变不变增加反应温度增

41、加反应温度吸热反应吸热反应吸热反应吸热反应 基本不变基本不变放热反应放热反应放热反应放热反应加催化剂加催化剂定量定量:n质量作用定律质量作用定律对于恣意基元反响：对于恣意基元反响：mA+nB=pC+qD mA+nB=pC+qD v=kcm(A)cn(B)v=kcm(A)cn(B)ARTEkalg303.2lg211212303.2lgTTTTREkka1假设一反响的活化能为117.5 kJ mol1，在温度为_K时，反响速率常数k的值是400K时反响速率常数的2倍。2250C时，反响时，反响N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的的Q=92.4kJmol1，假设升温约，假设升温约500C,那

42、么那么k正正_，k逆逆_,V正正_,V逆逆_,Ea_.。408 根本不变根本不变)TT(.lg224004003148303251172T2=408K3无论是吸热反响还是放热反响，只需温度升高，无论是吸热反响还是放热反响，只需温度升高，速率常数就会增大。速率常数就会增大。4增大反响物浓度或减小产物浓度，都可使正反增大反响物浓度或减小产物浓度，都可使正反响速率增大。响速率增大。5.参与催化剂参与催化剂,使正逆反响使正逆反响k增大的倍数不相等增大的倍数不相等.(对对(错错)(错错)6.6.假设反响的速率方程式中反响物浓度的方次假设反响的速率方程式中反响物浓度的方次与反响方程式中的计量系数一致，那么

43、该反响与反响方程式中的计量系数一致，那么该反响一定为基元反响。一定为基元反响。7.反响速率常数与反响温度有关，而与反响物浓反响速率常数与反响温度有关，而与反响物浓度变化无关。度变化无关。8.催化剂只能改动反响的活化能，不能改动反响催化剂只能改动反响的活化能，不能改动反响的热效应。的热效应。9.有两个一样类型的基元反响，均为有两个一样类型的基元反响，均为A+B=2C型。知第一型。知第一个反响的活化能个反响的活化能Ea1大于第二个反响的活化能大于第二个反响的活化能Ea2，那么，那么第一个反响的速率常数第一个反响的速率常数k1大于第二个反响的速率常数大于第二个反响的速率常数k2。11.温度一定时，有

44、温度一定时，有A和和B两种气体反响，当两种气体反响，当c(A)添加一倍，反响速率也添加一倍；添加一倍，反响速率也添加一倍；c(B)添添加一倍时，反响速率添加了三倍，那么该反响加一倍时，反响速率添加了三倍，那么该反响速率方程式为速率方程式为 。Av=c(A)c(B)B v=c(A)c2(B)C v=c2(A)c(B)D以上都不是以上都不是B10.质量作用定律只适用于质量作用定律只适用于 。A可逆反响可逆反响 B不可逆反响不可逆反响 C基元反响基元反响 D复杂反响复杂反响 C 12.某反响物某反响物A的反响级数为的反响级数为 0，表示反响速，表示反响速 率与率与反响物反响物A的浓度的浓度c(A)的

45、关系是的关系是 。A与与c(A)成正比成正比 B与与c(A)无关无关 C与与lg c(A)成正比成正比 D以上都不是以上都不是 B13.反响反响A+B=3C,正反响的活化能为正反响的活化能为m kJmol-1，逆反响的活化能为逆反响的活化能为n kJmol-1，那么该反响的反响，那么该反响的反响热热H=kJmol-1。Am-n Bn-m Cm-3n D3n-m A例例14.某反响在某反响在370K时，反响速率是时，反响速率是300K的的4倍，倍，那么这个反响的活化能近似值是那么这个反响的活化能近似值是 。A9.3 kJmol-1 B9.3 kJmol-1 C18.3 kJmol-1 D无法计算无法计算）（3003703003703148303214.EalgEa18.30kJmol-1Cn作业：作业：P41P41n5 5，6 6，8 8，9 9，1010，1414，1515