化學反應速率化學反應速率理論

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1、第三章化學反應速率和化學平衡3.1化學反應速率3.2化學反應速率理論3.3影響反應速率的因素3.4化學平衡3.5化學平衡的移動3.1化學反應速率3.3.1反應速率與濃度的關系3.3.1.1反應速率的表示方法（1）化學反應速率a.反應速率定義1.傳統(tǒng)的定義反應速率是指在一定條件下單位時間內某化學反應的反應物轉化為生成物的速率，對于均勻體系的恒容反應，習慣用單位時間內反應物濃度的減少或者產物濃度的增加來表示，而且習慣取正值。濃度常用mol.L-1，時間常用s，min，h，d，y.反應速率又分為平均速率和瞬間速率兩種表示方法.●瞬間速率：某瞬間（即?t?0)的反應速率平均速率2.40.4起始濃度

2、/mol·L-12.03.00.02s末濃度/mol·L-11.8Example1Question1反應2W+XY+Z哪種速率表達式是正確的？tWctZctYctZctWctXctYctXcd)(dd)(dd)(dd)(dd)(dd)(dd)(dd)(d.d.cb.a.-==-==第二節(jié)反應速率理論2.2.1分子碰撞理論只有具有足夠能量的反應物分子的碰撞才有可能發(fā)生反應。這種能夠發(fā)生反應的碰撞叫有效碰撞。發(fā)生反應的有效碰撞的分子，還必須沿著特定的方向碰撞。那些具有足夠高能量，能發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子，要使普通分子成為活化分子所需最小能量稱為活化能。2.2.反應速率理論（1）.活化分

3、子（2）.活化能分子發(fā)生有效碰撞所必須具有的最低能量若以Ec表示，則具有等于或超過Ec能量的分子稱為活化分子，能量低于Ec的分子稱為非活化分子或者普通分子?；罨肿泳哂械钠骄芰颗c反應物分子的平均能量之差稱為反應的活化能:活化能(1.3.2)每一個反應都有其特定的活化能，一般化學反應的活化能在60～250kJ·mol-1之間。反應的活化能越小，反應速率越大。一般認為Ea小于63kJ·mol-1的反應為快速反應。OCONO3.3.2.過渡態(tài)理論具有足夠能量的分子彼此以適當的空間取向相互靠近到一定程度時，會引起分子或原子內部結構的連續(xù)性變化，使原來以化學鍵結合的原子間的距離變長，而沒有結合的原

4、子間的距離變短，形成了過渡態(tài)的構型，稱為活化絡合物。例如：活化絡合物(過渡態(tài))反應物(始態(tài))生成物(終態(tài))OCNOO+OCONO+ON+COOONOCONO+OCOEa(逆)(正)(正)Ea(逆)EacEacEIEIIEIEIIA+BCAB+CEa1abcEa2?rHmθ反應途徑的能量變化反應歷程能量Ea2：逆反應活化能Ea1：正反應活化能?rHmθ=Ea1?Ea2A···B···C活化配合物OEⅠ－反應物(始態(tài))勢能EⅡ－生成物(終態(tài))勢能正反應的活化能Ea(正)=Eac-E(Ⅰ)逆反應的活化能Ea(逆)=Eac-E(Ⅱ)ΔrHm=E(Ⅱ)-E(Ⅰ)=[Eac-Ea(逆)]-[Eac-E

5、a(正)]ΔrHm=Ea(正)-Ea(逆)Ea(正)＜Ea(逆)，ΔrHm＜0，為放熱反應；Ea(正)＞Ea(逆)，ΔrHm＞0，為吸熱反應。3.3.3催化劑與反應速率的關系催化劑:一些能顯著改變化學反應速率，而在反應前后其自身的組成、質量和化學性質基本保持不變的物質.催化劑與反應物之間形成一種能量較低的活化配合物，改變了反應的途徑。無催化活化配合物Ea無催化反應歷程能量催化活化配合物Ea催化反應物生成物催化劑改變反應途徑示意圖O例如：反應2H2O2(aq)→2H2O(l)+O2(g)無催化劑時，反應的活化能為75.3kJ?mol?1；用I?做催化劑時，反應的活化能為56.5kJ?mol?

6、1；若使用過氧化氫酶，更能把反應速率提高到1023倍以上。催化劑能縮短平衡到達的時間，但不能改變平衡狀態(tài)，反應的平衡常數不受影響。催化劑不能啟動熱力學證明不能進行的反應（即?rGm?0的反應）。催化劑有均相催化和多相催化1.均相催化：催化劑與反應物種在同一相中的催化反應。沒有催化劑存在時，過氧化氫的分解反應為：加入催化劑Br2，可以加快H2O2分解，分解反應的機理是：第一步第二步總反應：催化劑對反應活化能的影響2.多相催化：催化劑與反應物種不屬于同一物相的催化反應。汽車尾氣(NO和CO)的催化轉化：反應在固相催化劑表面的活性中心上進行，催化劑分散在陶瓷載體上，其表面積很大，活性中心足夠多，

7、尾氣可與催化劑充分接觸。酶催化：以酶為催化劑的反應。特點：①高效②高選擇性③條件溫和3.酶催化催化劑的重要性從右圖來看出，加入催化劑后，正反應活化能降低的值與逆反應括化能降低的值是相等的。這表明，催化劑對正、逆反應的作用是同等的，它只加快反應速率，而不影響化學平衡，不改變反應方向。催化劑還具有選擇性，某一種催化劑往往只對某一種反應起催化作用，而不能催化其它反應。有催化與天催化的反應活化能比較需要注意以下特點：催化劑只能通