化學(xué)反應(yīng)速率主講人

郭永艷知識(shí)點(diǎn)講解內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)速率的定義化學(xué)反應(yīng)速率的表示方式化學(xué)反應(yīng)速率理論影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.化學(xué)反應(yīng)速率炸藥爆炸(快)銅的冶煉(快)千萬年才形成的溶洞風(fēng)光(慢)化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率（v）：給定條件下，反應(yīng)物通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生成物的快慢。

反應(yīng)速率單位：mol/L·s濃度常用：mol/L；時(shí)間常用：s通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示。2.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法化學(xué)反應(yīng)速率分類化學(xué)反應(yīng)速率分為：平均反應(yīng)速率和瞬時(shí)反應(yīng)速率兩種表示方法。平均反應(yīng)速率平均反應(yīng)速率是指某一段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)的平均速率，可以表示為：

例反應(yīng)開始濃度/(mol·L-1)2.1000100秒濃度/(mol·L-1)

1.950.300.075

2N2O5=4NO2+O2瞬時(shí)反應(yīng)速率瞬時(shí)反應(yīng)速率：某一時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率。t1c

tc1c2t2AB3.化學(xué)反應(yīng)速率理論分子碰撞理論分子碰撞理論認(rèn)為：反應(yīng)物分子(或原子、離子)之間必須相互碰撞，才有可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)物分子之間并不是每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)。絕大多數(shù)碰撞是無效的彈性碰撞，不能發(fā)生反應(yīng)?；罨肿樱耗軌虬l(fā)生有效碰撞的分子。非活化分子(或普通分子)：不能發(fā)生有效碰撞的分子活化能反應(yīng)活化能(Ea)：活化分子發(fā)生有效碰撞應(yīng)具有的最低能量(E1

)，與反應(yīng)物分子的平均能量(E平均)之差。大部分分子的能量接近E平均值，能量大于E1分子只占少數(shù)，只有能量大于E1的分子才能發(fā)生有效碰撞。E1右側(cè)面積為活化分子所占比例。反應(yīng)活化能(Ea)越高，則反應(yīng)物分子中活化分子比例越小，反應(yīng)速率越低。氣體分子的能量分布圖非活化分子要吸收足夠的能量才能轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨肿?，才能發(fā)生有效碰撞?；瘜W(xué)反應(yīng)不是通過反應(yīng)物分子之間簡單碰撞就能完成的，在碰撞后先要經(jīng)過一個(gè)中間的過渡狀態(tài)，即首先形成一種活性基團(tuán)(活化配合物)，然后再分解為產(chǎn)物。過渡狀態(tài)理論++活化配合物(過渡狀態(tài)c)如：NO2+CO→[ONOCO]→NO+CO2

反應(yīng)物

(始態(tài)a)生成物(終態(tài)b)

acb如NO2+CO→[ONOCO]→NO+CO2

a點(diǎn)為反應(yīng)物分子的平均勢(shì)能c點(diǎn)為活化配合物勢(shì)能b點(diǎn)為生成物分子的平均勢(shì)能acbEa,逆?rHm勢(shì)能(E)反應(yīng)進(jìn)程Ea,正Ea逆：逆反應(yīng)活化能活化能Ea正：正反應(yīng)活化能活化能反應(yīng)過程中勢(shì)能變化示意圖4.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素化學(xué)反應(yīng)速率的大小決定于反應(yīng)物的本性，其次才受反應(yīng)物濃度、溫度、壓力和催化劑等外界因素影響。4.影響化學(xué)反應(yīng)速的因素基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)基元反應(yīng)(簡單反應(yīng))：能一步就直接轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。如：2NO2→2NO+O2

非基元反應(yīng)：由多個(gè)基元反應(yīng)組成的反應(yīng)。如：2NO＋2H2→N2＋2H2O①2NO→N2O2(快)②N2O2＋H2→N2O＋H2O（慢）③

N2O＋H2→N2＋H2O（快）反應(yīng)②速率決定了整個(gè)反應(yīng)的速率濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響在一定溫度下，基元反應(yīng)（非基元反應(yīng)的每個(gè)步驟）的化學(xué)反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度冪的乘積成正比，反應(yīng)物濃度的冪指數(shù)為各反應(yīng)物分子式前計(jì)量系數(shù)。例：

2NO＋O2→2NO2υ=kc2(NO)·c(O2)k為速率常數(shù)，與濃度無關(guān)，與溫度、催化劑等有關(guān)。k越大，給定條件下的反應(yīng)速率越大。在一定溫度下，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越大。壓力對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響有氣體參加的反應(yīng)，在一定溫度下，增大壓力，氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率增大；降低壓力，氣態(tài)反應(yīng)物濃度減少，反應(yīng)速率減小。沒有氣體參加的反應(yīng)，壓力對(duì)反應(yīng)速率無影響。溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率增大。經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：反應(yīng)溫度升高10℃,反應(yīng)速率一般增大2~4倍。催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響催化劑:能顯著改變反應(yīng)速率，而反應(yīng)前后組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)基本不變的物質(zhì)。降低活化能，增加活化分子數(shù)，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。催化劑只能改變反應(yīng)歷程，不改變反應(yīng)方向和程度。催化劑顯著增大反應(yīng)速率的原因：催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響催化劑:能顯著改變反應(yīng)速率，而反應(yīng)前后組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)基本不變的物質(zhì)。催化劑分類作用具體應(yīng)用案例正催化劑加快反應(yīng)速率V2O5用于硫酸生產(chǎn)負(fù)催化劑減緩反應(yīng)速率防止橡膠、塑料老化的防老劑