影響平衡移動原因1/51溫度對化學平衡影響是溫度函數(shù)。溫度改變引發(fā)改變，造成化學平衡移動；對于放熱反應，<0,溫度升高，減小，Q>,平衡向逆向移動；對于吸熱反應，>0,溫度升高,增大,Q<,平衡向正向移動。2/51化學反應速率與化學動力學初步概念PrimaryConceptionofChemicalReactionRateandChemicalKinetics3/51化學反應平均速率Theaveragerateofchemicalreaction

反應瞬時速率Instantaneousrateofchemicalreaction

化學反應速率

Rateofchemicalreaction4/51▲實際工作中怎樣選擇，往往取決于哪一個物質(zhì)更易經(jīng)過試驗監(jiān)測其濃度改變。aA+bByY+zZ對于普通化學反應：5/51反應速率理論介紹Briefintroductorytoreactionratetheory1碰撞理論

Collisiontheory2過渡狀態(tài)理論

Transitionstate

theory

3活化能

Ea

Activationenergy

6/511918年Lewis以氣體分子運動論為基礎提出。將氣體分子視為沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)硬球，而把化學反應看作是硬球間有效碰撞。簡單碰撞理論（硬球碰撞理論）7/51發(fā)生有效碰撞兩個基本前提:●碰撞粒子動能必須足夠大●碰撞幾何方位要適當8/51過渡狀態(tài)理論

過渡狀態(tài)理論認為:化學反應并不是經(jīng)過反應物分子簡單碰撞完成，而是反應物分子要經(jīng)過一個中間過渡狀態(tài)，形成活化配合物,反應物與活化配合物之間很快到達化學平衡，化學反應反應速率由活化配合物分解速率決定。

。9/51

活化分子平均能量與反應物分子平均能量之差.活化能

Ea活化能能夠了解為：使1mol含有平均能量分子變成活化分子所需吸收最低能量。10/51影響化學反應速率原因Influentialfactorsonchemical

reactionrate11/512溫度對化學反應速率影響

Effectoftemperatureontherateofchemicalreaction3反應物之間接觸情況對反應速率影響

Effectofthecontactsurfaceofthereactantsontherateofthechemicalreaction4催化劑對反應速率影響

Effect

ofcatalystontherateofchemicalreaction

1.濃度對化學反應速率影響:元反應速率方程

Effectofconcentrationontherateofchemicalreaction:rateequationofelementalreaction12/511濃度對化學反應速率影響:元反應速率方程反應速率∝碰撞次數(shù)∝反應物濃度

在溫度恒定情況下,增加反應物濃度能夠增大反應速率。白磷在純氧氣中和在空氣中燃燒13/51元反應和復合反應

反應物微粒（分子、原子、離子或自由基）間直接碰撞而一步實現(xiàn)化學反應，稱為元反應。大多數(shù)化學反應要經(jīng)過若干個步驟，即經(jīng)過若干個元反應才能完成，這類反應稱為復合反應。在復合反應中，各步反應反應速率通常并不相同，其中速率最慢步驟決定了總反應反應速率。在復合反應中，速率最慢步驟稱為復合反應速率控制步驟。14/51質(zhì)量作用定律

當其它條件一定時，反應物濃度越大，化學反應速率越快。對于有氣體參加化學反應，增大系統(tǒng)壓力，就意味著增加氣體反應物濃度，反應速率也會隨之增大。質(zhì)量作用定律指出:在一定溫度下，元反應反應速率與反應物濃度以其化學計量數(shù)絕對值為冪指數(shù)乘積成正比。15/51表明反應物濃度與反應速率之間定量關系數(shù)學表示式稱為速率方程。對于元反應：依據(jù)質(zhì)量作用定律，其速率方程為：

16/51在多相反應中,固態(tài)反應物濃度和不互溶純液體反應物濃度不寫入速率方程。C(s)+O2(g)CO2(g)

2Na(l)+2H2O(l)

2NaOH(aq)+H2(g)

速率方程分別為：反應速率=kc(O2)

反應速率=k對氣相反應和有氣相參加反應,速率方程中濃度項可用分壓代替。碳與氧生成二氧化碳反應速率常數(shù)亦可表示為:反應速率=k’p(O2)（顯然k’不是k）17/51

例

在298.15K時，發(fā)生以下反應：

將不一樣濃度A，B兩種溶液混合，得到以下試驗數(shù)據(jù)：

試驗編號

cA/mol?L-1

cB/mol?L-1

11.01.01.2×10-2

22.01.02.4×10-234.01.04.9×10-241.02.04.8×10-251.04.00.19試確定該反應速率方程，并計算速率系數(shù)。18/51解：設該反應速率方程為：將試驗1和試驗2數(shù)據(jù)分別代入速率方程得：以上兩式相除得：

α＝119/51將試驗1和試驗4數(shù)據(jù)分別代入速率方程得：以上兩式相除得：

β＝2

該反應速率方程為：

將任一組試驗數(shù)據(jù)代入上式，可求出速率系數(shù)。

k＝1.2×10-2L2?mol-2?s-1

20/51非元反應由兩個或多個基元反應步驟完成反應：

實際是兩步完成如,H2(g)+I2(g)=2HI(g)I2(g)=I(g)+I(g)經(jīng)過試驗能夠找出決速步驟(Ratedeterminingstep)

所以v=k

c(A2)

復雜反應速率方程只能經(jīng)過試驗取得！

A2+B→A2B

A2→2A

Slowreaction

2A+B→A2B

FastreactionH2(g)+I

(g)+I(g)=HI(g)+HI(g)21/51

非元反應速率方程，可依據(jù)組成復合反應元反應速率方程導出。比如，復合反應:

分成以下三步進行：

（慢反應）（快反應）（快反應）22/51在上述三步反應中，第一步反應進行得最慢，是總反應速率控制步驟，該步反應速率方程即為總反應速率方程。所以，該復合反應速率方程為：23/51反應級數(shù)反應速率方程中反應物濃度項冪指數(shù)之和稱為反應級數(shù)。元反應都含有簡單級數(shù)，而復合反應級數(shù)能夠是整數(shù)或分數(shù)。反應級數(shù)反應了反應物濃度對反應速率影響程度。反應級數(shù)越大，反應物濃度對反應速率影響就越大。反應級數(shù)通常是利用試驗測定。24/51

反應級數(shù)與反應分子數(shù)差異是對元步驟或簡單反應所對應微觀化學改變而言參加反應反應物微粒數(shù)目只可能是一、二、三等為固定值任何元步驟或簡單反應所對應微觀改變，必定存在反應分子數(shù)對速率方程不能納入形式復雜反應，級數(shù)無意義是對宏觀化學反應包含簡單反應和復雜反應而言反應速率與濃度幾次方成正比，就是幾級反應可為零、簡單正、負整數(shù)和分數(shù)對指定反應不一定有固定值u=kc

a(A)c

b(B)‥·概念所屬范圍定義或意義各個不一樣反應中允許值對指定反應是否有固定值是否必定存在反應級數(shù)反應分子數(shù)25/51簡單級數(shù)反應

(一)一級反應一級反應速率方程為：上式分離變量積分得：26/51

當反應物A轉(zhuǎn)化率為50%時所需反應時間稱為半衰期,用表示。對于一級反應,其半衰期為:則

這一方法常被用于考古研究，比如測定埃及古墓年代。美國科學家利比因（LibbyWF）創(chuàng)造利用測定放射性14C確定地質(zhì)年代法（放射性炭素擴展名）獲1960年諾貝爾獎。1908~198027/51

（1）速率系數(shù)SI單位為s－1。（2）ln{}對{t}做圖得到一條直線，直線斜率為－{kA}

，截距為ln{}。（3）反應半衰期與速率系數(shù)成反比，與反應物起始濃度無關。一級反應含有以下特征：28/51一級反應ln{}-{t}圖例題Oln29/51例

某放射性同位素進行β放射，經(jīng)14d后，同位素活性降低6.85%，試計算此同位素蛻變速率系數(shù)和反應半衰期。此放射性同位素蛻變90%需多長時間？

解：同位素蛻變?yōu)橐患壏磻Ｔ撏凰赝懽兯俾氏禂?shù)為：30/51

反應半衰期為：此同位數(shù)蛻變90.0%所需時間為：31/51一級反應:32/51(二)二級反應對于只有一個反應物二級反應，其速率方程為：上式分離變量后積分得：二級反應半衰期為：33/51

（1）速率系數(shù)SI單位:

。（2）

1/{cA}對{t}做圖得到一條直線，直線斜率為{kA}，截距為1/{cA,0}。（3）反應半衰期與速率系數(shù)和反應物二級反應含有以下特征：起始濃度乘積成反比。34/51二級反應1/{cA}-{t}圖O35/51

(三)零級反應零級反應速率方程為：上式分離變量積分得：零級反應半衰期為：36/51

(2){cA}對{t}做圖得到一條直線，直線斜率為－{kA}，截距為{cA,0}。

(3)反應半衰期與反應物起始濃度成正比，與速率系數(shù)成反比。零級反應含有以下特征：

(1)速率系數(shù)SI單位為。37/51零級反應{cA}-{t}圖O38/51級數(shù)

零級

一級

二級速率定律反應速率=k反應速率=kc(A)反應速率=kc2(A)速率方程

c(A)=-kt+c0(A)lnc(A)=-kt+lnc0(A)與t成直線c(A)lnc(A)關系函數(shù)速率常數(shù)與直斜率=-k斜率=-k斜率=k線斜率關系半衰期

t1/2=t1/2=t1/2=39/511889年Arrhenius提出了k與T之間定量關系:由Arrhenius方程可定義Ea:則若已知T1,k1,T2,k2,可求出Ea求出Ea

后,可用內(nèi)插法或外推法求算指定溫度下k值。溫度對化學反應速率影響40/51對反應2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)若有以下數(shù)據(jù)，計算其反應活化能。T(℃)T(K)1/T(K-1)k(s-1)ln(k)202933.41×10-32.0×10-5-10.82303033.30×10-37.3×10-5-9.53

403133.19×10-32.7×10-4-8.22503233.10×10-39.1

×10-4-7.00603333.00×10-32.9×10-3-5.84

∴Ea=-R(斜率)=-(8.314J·K-1·mol-1)(-1.2×104K)=1.0×105J?mol-1QuestionSolution41/51依據(jù)題給數(shù)據(jù),求算反應2N2O5(在CCl4)→2NO2(在CCl4)＋O2(g)活化能。T/K337327316308298273k/s-11.66×10-34.99×10-34.53×10-41.51×10-43.72×10-58.32×10-7Question★將題給數(shù)據(jù)處理為作圖數(shù)據(jù)：(1/T)×103/K-1Ln/(k?s-1)2.97－5.303.06－6.403.16－7.703.25－8.803.36－8.803.66－8.80Solution42/51直線斜率（－Ea/R）=——————=－1.2×104K0.50×10–3K–1－6.2

★求直線斜率(-Ea/R):

★由斜率計算活化能:Ea=(–R)×(斜率)

=(－8.314J·mol–1

·K–1)×(－1.2×104K)=1.0×105J·mol–1

=1.0×103kJ·mol–1

★以ln(k/s-1)對1/T作圖得圖;

43/51●Ea處于方程指數(shù)項中,對k有顯著影響。室溫下,每增加4kJ·mol-1,k值降低約80%；●溫度升高,k增大。普通反應溫度每升高10℃，k將增大2~4倍；●對不一樣反應,升高相同溫度,Ea大反應k增大倍數(shù)多(即含有較大溫度系數(shù))。●

對同一反應,升高一定溫度,在高溫區(qū)值增加較少；44/51催化劑對反應速率影響催化劑:存在少許就能顯著改變反應速率，反應結(jié)束時，其本身質(zhì)量、組成和化學性質(zhì)基本不變物質(zhì)。催化作用特點：●只能對熱力學上可能發(fā)生反應起作用●經(jīng)過改變反應路徑以縮短到達平衡時間●只有在特定條件下催化劑才能表現(xiàn)活性●經(jīng)過改變催化劑不能夠改變反應方向(1)催化劑與催化作用45/51(2)均相催化、多相催化和酶催化◆均相催化:催化劑與反應物種在同一相中催化反應◆多相催化:催化劑與反應物種不屬于同一物相催化反應

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)N2(g)N???N2N//////////////H2(g)H???H2H