桂林理工大学：《普通化学》PPT教学课件_第4章 化学反应速率与化学动力学的初步概念 Primary Conception of Chemical Reaction Rate and Chemical Kinetics

第4章化学反应速率 与化学动力学 的初步概念 Chapter Primary Conception of Chemical eaction hate and chemical kinetics

化学反应速率 与化学动力学 的初步概念 第4章 Chapter 4 Primary Conception of Chemical Reaction Rate and Chemical Kinetics

本章教学要求 1.初步了解化学反应速率、速率方程、碰撞理论、过 渡状态理论和活化能概念; 理解并会用浓度、温度、催化剂诸因素解释其对化 学反应速率的影响; 3.初步掌握阿仑尼乌斯公式的应用,会用其求算活化 能及某温度下的反应速率; 4.理解反应分子数和反应级数的概念,会进行基元反 应有关的简单计算; 5.初步掌握零级、一级和二级反应的特征 上页下页目录返回

上页 下页 目录 返回 1. 初步了解化学反应速率、速率方程、碰撞理论、过 渡状态理论和活化能概念； 2. 理解并会用浓度、温度、催化剂诸因素解释其对化 学反应速率的影响； 3. 初步掌握阿仑尼乌斯公式的应用，会用其求算活化 能及某温度下的反应速率； 4. 理解反应分子数和反应级数的概念，会进行基元反 应有关的简单计算； 5. 初步掌握零级、一级和二级反应的特征。 本章教学要求

24.1化学反应的平均速率和瞬时速率 Average rate and instantaneous rate of chemical reaction 242反应速率理论简介 Brief introductory to reaction rate theory 4.3影响化学反应速率的因素 Influentialfactors on chemical reaction rate 44化学反应机理及其研究方法 Chemical reaction mechanism and the study methods 上页下页目录返回

上页 下页 目录 返回 4.1 化学反应的平均速率和 瞬 时速率 Average rate and instantaneous rate of chemical reaction 4.3 影响化学反应速率的因素 Influential factors on chemical reaction rate 4.2 反应速率理论简介 Brief introductory to reaction rate theory 4.4 化学反应机理及其研究方法 Chemical reaction mechanism and the study methods

文物是不可再生的资源 随着空气中二氧化硫浪度的增加使 得酸雨的“滺度”也在增加。结果文物被 腐蚀的速度也在加快。 化学动力学(化学的动力学)研究的是反应进行的速 率,并根据研究反应速率提供的信息探讨反应机理,即研 究反应的快慢和反应进行的途径 H2与O2具有生成H2O的强烈趋势,但室温下气体混 合物放置1万年仍看不出生成H2O的迹象。为了利用这个 反应释放的巨大能量,就必须提供适当的动力学条件。 因此,化学动力学研究还在于其实用意义。 上页下页目录返回

上页 下页 目录 返回 化学动力学(化学的动力学)研究的是反应进行的速 率, 并根据研究反应速率提供的信息探讨反应机理，即研 究反应的快慢和反应进行的途径。 H2与O2具有生成H2O的强烈趋势, 但室温下气体混 合物放置1万年仍看不出生成H2O的迹象。为了利用这个 反应释放的巨大能量, 就必须提供适当的动力学条件。 因此，化学动力学研究还在于其实用意义。 随着空气中二氧化硫浓度的增加,使 得酸雨的“浓度” 也在增加。结果文物被 腐蚀的速度也在加快。 文物是不可再生的资源 随着空气中二氧化硫浓度的增加,使 得酸雨的“浓度” 也在增加。结果文物被 腐蚀的速度也在加快。 文物是不可再生的资源

4.1化学反应的平均速率和瞬时速率 Average rate and instantaneous rate of chemical reaction 41.1化学反应的平均速率 The average rate of chemical reaction 41.2反应的瞬时速率 Instantaneous rate of chemical reaction 上页下页目录返回

上页 下页 目录 返回 4.1.1 化学反应的平均速率The average rate of chemical reaction 4.1.2 反应的瞬时速率Instantaneous rate of chemical reaction 4.1 化学反应的平均速率和瞬时速率 Average rate and instantaneous rate of chemical reaction

41.1化学反应的平均速率 定义 反应速率(反应比率)是指给定条件下反应物通过化 学反应转化为产物的速率,常用单位时间内反应物浓度 的减少或者产物浓度的增加来表示。 浓度常用modm3,时间常用s,min,h,d,y。反 应速率又分为平均速率(平均比率)和瞬时速率(瞬间 比率)两种表示方法。 以H2O2在水溶液中的分解反应为例讨论这两个概念。 2 H2o2 ag) 2H2o()+o2(9) 上页下页目录返回

上页 下页 目录 返回 定 义 反应速率 (反应比率) 是指给定条件下反应物通过化 学反应转化为产物的速率，常用单位时间内反应物浓度 的减少或者产物浓度的增加来表示。 浓度常用moldm–3 ，时间常用s，min，h，d，y。反 应速率又分为平均速率（平均比率）和瞬时速率（瞬间 比率）两种表示方法。 4.1.1 化学反应的平均速率 以H2O2在水溶液中的分解反应为例讨论这两个概念。 2 H2O2 (aq) 2 H2O(l) ＋ O2 (g)

分应的分新 average rate c(H2O2) moldm3△ts△c(H2O2) moldm3(-△c(H2O2)△ t/mol dm3s 2.3 400 0.60 15.0X10-4 400 1.72 400 10.5×10-4 800 1.30 400 0.32 8.0×10-4 1200 0.98 1600 400 0.25 6.3×10-4 0.73 2000 0.54 400 0.19 4.8×10-4 2400 0.39 400 0.15 4.8×10-4 2800 0.28 400 0.11 2.8×10-4 反应的平均速率 △c(HO2 百1.50 随着时间的推移,双氧水的浓度在减小 400120020002800 上页下页目录返回

上页 下页 目录 返回 (－△c(H2O2 )/△t)/mol·dm–3·s △ –1 c(H2O2 △ )/mol·dm–3 c(H t/s 2O2 )/mol·dm–3 t/s 15.0×10-4 10.5×10-4 8.0×10-4 6.3×10-4 4.8×10-4 4.8×10-4 2.8×10-4 －0.60 －0.42 －0.32 －0.25 －0.19 －0.15 －0.11 2.32 1.72 1.30 0.98 0.73 0.54 0.39 0.28 400 400 400 400 400 400 400 0 400 800 1 200 1 600 2 000 2 400 2 800 反应的平均速率= －△c(H2O2 ) △t 随着时间的推移，双氧水的浓度在减小！ T/s 400 0.50 1.50 2.50 1200 2000 2800 c(H O )/mol 2 ·dm-3 2 T/s 400 0.50 1.50 2.50 1200 2000 2800 c(H O )/mol 2 ·dm-3 2 分解反应的数据分析 average rate

平均速率用反应物和产物表示都可 General formula 对于一般的化学反应: aa +bB yY+ zZ dc A dcn de B C Y d Z adt bdt ydt zdt ▲实际工作中如何选择,往往取决于哪一种物质更易 通过实验监测其浓度变化。 ▲速率方程相同,但各自的k不同。 上页下页目录返回

上页 下页 目录 返回 z t c y t c b t c a t c d d d d d d d d A B Y Z  = − = − = = ▲ 实际工作中如何选择，往往取决于哪一种物质更易 通过实验监测其浓度变化。 ▲ 速率方程相同，但各自的k不同。 aA + bB yY + zZ 对于一般的化学反应： 平均速率用反应物和产物表示都可以 General formula

41.2反应的瞬时速率 瞬时速率只能用作 =54×10+ mol,dm3s1 080 v27×10-4mol·dm3s 图的方法得到,例如对直 于反应(45℃): e0.40 2N2O5→4NO2+O2 0.20 400800120016002000 dC(N205) 时间 dt C(N2O5)/moldm-3 v/mol. dm-3s-1 = lim y 0.90 5.4×104 △t-)0 0.45 2.7×104 上页下页目录返回

上页 下页 目录 返回 瞬时速率只能用作 图的方法得到，例如对 于反应（45 ℃ ）： 2N2O5 →4NO2+O2 4.1.2 反应的瞬时速率 c(N2O5 )/mol·dm-3 v/mol ·dm-3 ·s-1 0.90 5.4×10-4 0.45 2.7×10-4 t c v d d (N2O5) = −  →0 = t limv 400 800 1200 1600 2000 时间(s) v=5.4×10-4 mol ·dm-3 ·s -1 v=2.7×10-4 mol ·dm-3 ·s -1 0.20 1.00 0.80 0.60 0.40 c(N O2 5)/mol·dm-3 400 800 1200 1600 2000 时间(s) v=5.4×10-4 mol ·dm-3 ·s -1 v=2.7×10-4 mol ·dm-3 ·s -1 0.20 1.00 0.80 0.60 0.40 c(N O2 5)/mol·dm-3

0e9反应2W+x￥+ 哪种速率表达式是正确的? a。dc(X) dc(Y dt dt b dc(x dc(w dt dc(z dc(r) d. dc(z dc(w dt dt (同学们自己回答) 上页下页目录返回

上页 下页 目录 返回 t c t c t c t c t c t c t c t c . . d d (W ) d d (Z) d d (Y) d d (Z) d d (W ) d d (X) d d (Y) d d (X) d c b. a. = − = = − = 反应 2W+X Y+Z 哪种速率表达式是正确的？ （同学们自己回答） Question 1