肇庆学院：《无机化学》课程教学资源（课件讲稿）第7章 化学动力学基础

第7章化学动力学基础7-1化学反应速率7-2浓度对化学反应速率的影响7-3温度对反应速率的影响7-4反应历程7-5催化剂对反应速率的影响

第7章 化学动力学基础 7-1 化学反应速率 7-2 浓度对化学反应速率的影响 7-3 温度对反应速率的影响 7-4 反应历程 7-5 催化剂对反应速率的影响

本章教学要求：1.掌握反应速率的意义几速率方程表达式2.理解反应级数意义，影响反应速率的因素3.掌握碰撞理论、过渡态理论及其应用。4.掌握活化能概念及其有关计算。本章重点：浓度、温度及催化剂对反应速度的影响本章难点：活化能、反应级数、反应分子数的概念，催化剂对反应速度的影响

本章教学要求： 1.掌握反应速率的意义几速率方程表达式。 2.理解反应级数意义，影响反应速率的因素。 3.掌握碰撞理论、过渡态理论及其应用。 4.掌握活化能概念及其有关计算。 本章重点：浓度、温度及催化剂对反应速度的影响。 本章难点：活化能、反应级数、反应分子数的概念，催 化剂对反应速度的影响

7-1化学反应速率一、概述化学反应速率：是指在一定条件下化学反应中的反应物转变为生成物的快慢（快慢程度）。速率表示方法：用在单位时间内反应物浓度的减少或生成物的增加来表示反应速率又分为平均速率（averagerate）和瞬时速率（instaneousrate）两种表示方法浓度单位常用mol//L表示，时间单位则根据反应的快慢用s(秒)，min(分)或h(小时)表示，因此反应速度的单位是mol/L·S,mol/Lmin或mol/Lh

一、概述 化学反应速率：是指在一定条件下化学反应中的反 应物转变为生成物的快慢（快慢程度）。 速率表示方法：用在单位时间内反应物浓度的减少 或生成物的增加来表示。 反应速率又分为平均速率（average rate）和瞬时速率 （instaneous rate）两种表示方法. 浓度单位常用mol//L表示，时间单位则根据反应的 快慢用s(秒)，min(分)或h(小时)表示，因此反应速度的 单位是mol/L.s, mol/L.min或mol/L.h 7-1 化学反应速率

二、平均速率与瞬时速率1、平均速率：在某一时间间隔内某一物质浓度的变化量。V=△ c/ △ t下面是反应 2NO2(g) →2NO(g)+O2(g)在一定时间内反应物产物浓度的变化实验数据（300℃）Concentration (mol/L)NO2NO02Time (±1 s)0000.0100500.00110.00790.00211000.00350.00650.00181500.00550.00450.00232000.00520.00260.00482500.00430.00570.00293000.00310.00380.00623500.00340.00660.00334000.00310.00690.0035

1、平均速率：在某一时间间隔内某一物质浓度的变化量。 V=Δc/Δt 二、平均速率与瞬时速率 下面是反应 2NO2(g) →2NO(g)+O2(g)在一定时 间内反应物产物浓度的变化实验数据（300 ℃ ）

0.0100Concentration (mol/L)NO02NO2Time (±1 s)NO0000.01000.0075500.00790.00210.00111000.00650.00350.00180.0026Ac(NO.)1500.00550.00450.00232000.00520.00260.00480.0052500.00570.00290.00431103000.00620.00310.0038NO3500.00340.00660.00334000.00310.00690.0035H0.0003700.0025把表中数据画在图上得到了3条曲O线，显然，反应物随反应进行浓度在50100150200250300350400Time (s)不断减小，生成物浓度却在不断增加平均速率：△c(NO2) _c(NO2)t=50 -c(NO2)t=0Rate(VA)=t50s - 0s0.0079mol/L-0.0100mol/L? = 4.2 ×10-5 mol/L.50s

把表中数据画在图上得到了3条曲 线，显然，反应物随反应进行浓度在 不断减小，生成物浓度却在不断增加. 平均速率：                 4.2 10 mol/L 50s 0.0079mol/L- 0.0100mol/L 50s 0s (NO ) (NO ) (NO ) Rate( ) 5 0 2 50 2 2 A t t c c t c V

司一个化学反应的速度，可以用反应体系中不同物质的浓度来表示，但采用不同物质的浓度变化来表示同一化学反应的速率。其数值不一定相同。如：在给定条件下合成氨的反应：2NH3N2 + 3H2 =01. 0起始浓度mo1/L3.00.82. 40. 42秒后浓度mo1/L用氮气和氢气的浓度的减少表示反应速度，则Vr=- [N2]/ △ t=-([N2]2-[N2]1) / (t2-t)=-(-0. 2) /2=0. 1VH=- [H2]/ △ t=-([H2]2-[H2]1) / (t2-t})=-(-0. 6) /2=0. 3用生成物氨浓度的增加表示反应速度，则：VnH3= △ [NH3] / △ t=([NH3]2-[NH3]1) / (t2-t})=0. 4/2=0. 2

同一个化学反应的速度，可以用反应体系中不同物质 的浓度来表示，但采用不同物质的浓度变化来表示 同一化学 反应的速率。其数值不一定相同。如 ： 在给定条件下合成氨的反应： N2 + 3H2 = 2NH3 起始浓度mol/L 1.0 3.0 0 2秒后浓度mol/L 0.8 2.4 0.4 用氮气和氢气的浓度的减少表示反应速度,则 VN=-Δ[N2]/Δt=-([N2]2-[N2]1)/(t2-t1)=-(-0.2)/2=0.1 VH=-Δ[H2]/Δt=-([H2]2-[H2]1)/(t2-t1)=-(-0.6)/2=0.3 用生成物氨浓度的增加表示反应速度, 则: VNH3=Δ[NH3]/Δt=([NH3]2-[NH3]1)/(t2-t1)=0.4/2=0.2

从上可看出同一个化学反应的速度，可以用反应体系中不同物质的浓度来表示，但采用不同物质的浓度变化来表示同一化学反应的速度。其数值不一定相同。从计算结果可以得知，以不同物质浓度的变化的表示的速度在数值具有如下的关系：Vn/1=Vμ/3=VnHg/2对于一般的反应 aA+bB=gG+hH可表示为：Va/a=VB/b=VG/g=V/h即，对于某一化学反应，用各物质浓度变化表示的反应速度之比，等于各自化学计量数之比。它们所表示的都是同一反应的反应速度。在一定条件下，一个化学反应的速度只有一个，但可以有几种不同的表示方法。统一表示: V= (1/v)△ c/ △ tVB：参与反应物质的计量数，反应物取负值，生成物取正

从上可看出 同一个化学反应的速度，可以用反应体系中不同 物质的浓度来表示，但采用不同物质的浓度变化来表示 同一化学 反应的速度。其数值不一定相同。 从计算结果可以得知,以不同物质浓度的变化的表 示的速度在数值具有如下的关系: VN/1=VH/3=VNH3/2 对于一般的反应 aA+bB=gG+hH 可表示为: VA/a＝VB/b=VG/g=VH/h 即，对于某一化学反应，用各物质浓度变化表示的反应速度之 比，等于各自化学计量数之比。它们所表示的都是同一反应的反 应速度。在一定条件下，一个化学反应的速度只有一个，但可以 有几种不同的表示方法。 统一表示：V = (1/B)Δc/Δt B: 参与反应物质的计量数，反应物取负值 ，生成物取正

例: 2N2Os(CCl4)—→ 2N2O4 (CCl4) + O2(g)ti= 0 sci(N2Os) = 0.200 mol L-1C2(NOs) = 0.180 mol·L-1t2=300 sD = =(0.180-0.200)mol. Ll= 3.3 ×10- mol. Ll . s2×300s2、瞬时速率时间间隔△趋于无限小时的平均速率的极限，dcB△CBv = limdt△t→>0△t

t1= 0 s c1(N2O5) = 0.200 mol·L-1 t2=300 s c2(N2O5) = 0.180 mol·L-1 5 -1 -1 -1 3.3 10 mol L s 2 300s mol L            2、瞬时速率 时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极限。 t c t c t d d lim B B 0        2N2O4 (CCl4) + O2 例：2N (g) 2O5(CCl4)

1.00dCBRate=5.4×10-4mol/L.s为导数，它的.80dt几何意义是c-t(I/[o) (sOzN))曲线上某点的Rate=2.7×10-4mol/L·s.60斜率。40瞬时速率只能用作图的方法得到，例如对于.20反应（45℃）：2N,Os -→4NO2+O2400800120016002000Time (s)dc(N2Os)C(N,O-)/mol·L-1Rate/mol(L 's-1)V=dt0.905.4×10-40.452.7×10-4一 lim y△t>0

t c d d B 为导数，它的 几何意义是c-t 曲线上某点的 斜率。 C(N2O5)/mol·L-1 Rate/mol(L ·s -1) 0.90 5.4×10-4 0.45 2.7×10-4 瞬时速率只能用作图 的方法得到，例如对于 反应（45 ℃ ）： 2N2O5 →4NO2+O2 t c v d d (N2O5)   v t 0 lim   

7一2、浓度对化学反应速率的影响公反应速率α碰撞次数α反应物浓度6次16次8次4次A（）和B(O）之间的碰撞白磷在纯氧气中燃烧白磷在含20%的氧气中燃烧

7—2、浓度对化学反应速率的影响 反应速率∝碰撞 次数∝反应物浓度 白磷在纯氧气中燃烧 白磷在含20%的氧气中燃烧