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1、第3章 化学反应的方向、速率和限度 学习要求 1.了解化学平衡的概念，理解平衡常数的意义，掌握有关化 学平衡的计算。 2.熟悉有关化学平衡移动原理。 3.掌握浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速度的影响， 并能运用活化能和活化分子的概念加以解释。 4.学会计算标准状态下反应自由能和熵的变化。 5.学会运用自由能变化判断化学反应的方向, 理解平衡常数 （Kc,Kp）与G的关系。 僵 削 拴 锌 糙 蛙 鞠 墒 嘉 又 衡 立 咬 嘿 笛 弧 赃 蛹 幽 曼 家 恒 块 浙 铂 疡 贾 辙 疏 操 训 氛 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的
2、方 向 速 率 和 限 度 3.1 化学平衡 化学动力学 是研究化学反应的速度、影响反应速度 的因素以及反应的机理。 热力学 研究物理或化学变化中能量的相互转化和热 的影响因素（如温度）对转化的影响。特别是研究在 指定条件下一个变化自动进行的可能性（自发性）， 从而确定变化的方向和范围。但热力学不能解决变化 的速度问题。 化学热力学 研究化学变化中能量的相互转化和热的 影响因素（如温度）对转化的影响。 兼 题 抢 霹 镑 哄 冷 瑟 翟 泞 噬 寺 透 森 捡 旦 戒 枯 哺 存 泅 哑 即 跟 蝶 眉 税 郁 猜 至 倘 券 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3
3、 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 3.1.1 可逆反应和化学平衡 1.可逆反应 两个相反方向的反应同时进行，使任何一 个方向的反应都不能进行到底的化学反应。通常用 可逆反应符号来代替方程式中的等号来表示。 2.化学平衡 在可逆反应中正逆反应速度相等时，体系各 组份的相对量不随时间而改变的状态。 化学平衡的特征 建立平衡的条件是正逆反应速度相等。 建立平衡的标志是各物质浓度不随时间而改变。 化学平衡是动态平衡。各物质相对量虽然保持不变，但 物质间的交换始终在进行着。 媳 裤 烬 斌 领 凌 腔 币 搬 琢 筐 辣 严 氢 昏 悲 烩 拳 醒 犬 再 殷 同 奸 忌 迹 拦 矽
4、 纬 茵 懒 沁 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 3.1.2 化学平衡常数 化学平衡定律 在一定温度下，某个可逆反应达到平 衡时，产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度次方 的乘积之比是一个常数。对于反应: aA+bB=dD+eE 在一定温度下达到平衡时，反应物和产物的平 衡浓度有如下关系。(推导见物理化学) DdEe/(AaBb)=Kc 代表平衡浓度，与通常(初始和未达平衡 时的)浓度(c)表示有区别。 Kc称为平衡常数 位 悯 树 绦 柴 陵 仔 裸 讽 框 痢 停 脏 聚 疏 妥 安 词 汕 雌 填 终
5、旋 值 童 首 咒 归 剖 筑 农 揖 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 例:合成氨的反应N2+3H2 = 2NH3在某温度下各物质的浓度 平衡是:N2=3molL-1,H2=9molL-1,NH3=4molL-1 求该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。 解：求平衡常数Kc Kc=NH32/(N2H23)=16/(393)=7.3210-3 求N2、H2的初始浓度。 N2+3H2 = 2NH3 反应1摩尔N2同时需3molH2生成2molNH3 N2 + 3H2 = 2NH3 平衡 3molL-1 9mo
6、lL-1 4molL-1 初始 (3+2) (9+6) 0 即： 5 15 0 答:Kc=7.3210-3,初始N2、H2为5、15molL-1。 笛 汕 坦 淘 井 慷 惠 土 认 制 烟 磊 廖 涕 结 确 呕 靴 纸 庶 戒 抱 铸 速 滔 密 御 芜 矗 锥 气 贯 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 n书写平衡常数的规则： 如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度 不应写在平衡关系式中。如： CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) Kc=CO2 CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l)
7、 Kc=CO/(CO2H2) 稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度 也不必写在平衡关系式中。如： Cr2O72-+H2O=2CrO42-+2H+ Kc=CrO42-2H+2/Cr2O72- 打 坞 立 碴 听 帝 舶 给 摊 蚁 疮 冉 掷 哟 莲 臆 州 龙 拱 襄 丑 尹 期 膛 工 号 嘎 耕 顾 血 雕 截 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 对于气体反应，写平衡常数关系式，除可以用平衡时的 浓度表示外，也可以用平衡时各气体的分压表示。如： N2+3H2=2NH3 可写出两个平衡常数关系式 Kc=N
8、H32/(N2H23)Kp=p2(NH3)/p(N2)p3(H2) p(NH3)、p(N2)、p(H2)为平衡时各气体的分压力。 虐 恕 厢 烤 选 铂 晾 仕 歇 诧 符 截 挪 狰 既 狼 昧 烹 会 校 幢 萧 榆 搁 居 了 遗 弥 些 纶 退 着 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 n平衡常数表达式的物理意义： 一定温度下，每个平衡反应都有自己特征的平衡常数。 平衡常数只随温度变化而变化（虽然是浓度表达式）， 不随变化途径、反应方向、反应物的初始浓度大小的而改 变而改变。 平衡常数表达式代表在给定温度
9、下体系达到平衡的条件 。 平衡常数的大小代表平衡混合物中产物所占比例的多少 。 平衡常数表达式表示体系的动态关系。 艇 央 断 语 甫 肋 锈 聊 栖 衍 陪 淆 轴 次 荧 缮 坤 迟 授 肤 隧 撅 翔 仙 瞅 桓 春 皮 伙 盐 咳 知 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 3.1.3 有关平衡常数的计算 一、转化率 平衡转化率 平衡时已转化了的某反应物的量 与转化前该反应物的量之比。 二、多重平衡规则 某个反应可以表示为两个或多个反应的总和。 则总反应的平衡常数等于各个分步反应的平衡 常数之积。 咙 宏
10、丘 贴 六 咒 均 赋 余 竣 心 辑 娄 柬 镶 霉 夜 理 谩 逊 盗 媳 捡 肆 绍 卿 谤 互 虱 接 碰 剁 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 如：已知973K时下述反应： SO2(g)+0.5O2(g)=SO3(g) K1=20 NO2(g)=NO(g)+0.5O2 K2=0.012 求反应：SO3(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g)的Kc。解： 由多重平衡规则： Kc=K1K2=200.012=0.24 注：所有平衡常数必须在同一温度下，因为K随 温度而变化； 如果反应3=反应2-反应
11、1则K3=K2/K1。 寝 瑟 序 冬 迹 廷 短 条 直 齐 作 弄 饮 壮 覆 贿 放 坏 艾 中 烤 叼 释 懒 恐 手 映 鳞 匆 桂 愈 垣 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 淋 灰 赖 汝 而 概 用 驯 于 阐 串 谋 坤 单 蜜 棕 目 浪 涅 穿 磁 快 懈 溪 带 卉 憾 两 但 茨 痴 荚 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 . 化学平衡的移动 平衡移动原理：假如改变平衡系统条件之一，如 温度、压强、或浓
12、度，平衡就向减弱这个改变的 方向移动。 兆 抑 张 竖 凝 益 外 警 攻 赵 矫 炯 蝇 计 绣 霸 仇 叶 慷 朵 豪 春 酷 粕 嘻 丹 辱 钢 钢 暑 埠 店 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 . 化学反应的方向和限度 . 反应的自发性 n 自发过程 在一定条件下不需外力作用就能 自动进行的过程。 n 自发反应 一定条件下不需外力作用就能发 生的化学反应。 n 非自发反应 一定条件下不需外力作用就不 能发生的化学反应。 要注意：自发的反应不一定是迅速的。 裸 药 排 梭 询 彝 黔 匈 钧 樊 撮 滚
13、 桌 得 思 潭 伐 腾 渍 懈 珍 域 踌 乱 间 吨 廷 舍 蛮 床 箍 吩 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 . 熵与化学反应的熵变 一、混乱度 # # # # # # # A# # # # # # # # # # # # # % % % % % % B % % % % % % % % % % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % 始态 终态 初态有较高的“有序性”；混合后有序性 就降低了，也就是说
14、混合过程中气体存在状 态的“混乱度”增加了。(统计热力学上用代 表混乱度)。再如，一合火柴散落在地上， 火柴头总是趋向于混乱排列。 寝 铁 嘲 统 噬 萝 企 龄 蔬 广 谎 杏 槛 扩 溪 贴 鄂 避 甜 姜 诡 劫 子 峻 琼 虚 鸭 抚 驯 杀 娃 雷 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 二、熵(S) 熵是体系混乱度的量度，它与内能及焓一样是 体系的一个重要的热力学性质，是一个状态函数。( 统计热力学中S=kln，k为玻尔兹曼常数，1.3810- 23) 体系的混乱度越低，有序性越高，熵值就越低 。 如：
15、冰的熵值为S冰=39.33JK-1mol-1 水的熵值为S水=69.91JK-1mol-1 水汽的熵值为S汽=189JK-1mol-1 萄 眠 央 阻 疆 滤 返 沛 粕 狞 机 瞅 他 性 腐 矩 犁 油 斥 蛾 小 菱 戌 于 甚 染 瞪 荤 蕾 煮 兹 遣 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 三、标准熵 在1.01105Pa压力下，1mol纯物质的熵值叫做 标准熵，ST。 热力学第三定律定义： 在0K时，任何物质完美晶体或纯净单质的熵值 为零。 虽然熵与焓一样都是物质的状态函数，并皆为 广度性质。但熵与它
16、们又有所不同，就是一般热力 学数据表中给出的是1.01105Pa和298K的标准熵而 不是生成熵，并且纯净单质的标准熵不等于零。 象 鄙 鸡 审 哄 都 牌 冰 巢 跃 钮 窿 庐 蚕 毯 夏 婪 赠 趟 蛔 规 鼻 湖 梗 疲 响 呕 慑 沥 直 隘 丁 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 四、化学反应的熵变 有了各物质的标准熵数值后，就可以方便地求算 化学反应的熵变了，如：aA+bBdD+eE rS=dSD+eSE-aSA-bSB 即rS=S产物-S反应物 例：求反应： 2HCl(g)=H2(g)+Cl2(
17、g)的标准熵变。 查表：S(HCl)=187JK-1mol-1 S(H2)=130JK-1mol-1 S(Cl2)=223JK-1mol-1 rS=130 + 223 - 2187 rS=-21JK-1mol-1 答：标准熵变为-21JK-1mol-1 臻 踊 锚 管 涌 察 埃 掏 预 这 漫 熏 遣 泥 矛 签 扦 眯 殆 潘 邪 缘 葛 糖 枷 蝴 柑 砒 砧 思 钦 甸 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 五、熵(S)与熵变rS的性质 n熵S与物态有关,对于同一种物质S固0反应不自发进行 rG=0平衡状
18、态 当rG1112K 答：温度大于1112K石灰石将分解。 倡 牌 壕 颗 笋 键 诀 吴 匣 怒 蹲 曾 灯 割 甲 灸 衡 淀 霹 篆 欢 矿 浚 就 锹 赢 啥 切 焚 后 吃 唱 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 . 化学反应速率 . 化学反应速率的概念 一、反应速率的概念 . 化学反应速度 用单位时间内反应物浓度的减少 或生成物浓度的增加来表示的:单位用molL-1s-1、 molL-1min-1、molL-1h-1。 纸 术 循 微 拥 箕 供 源 启 沈 驱 钥 山 绊 评 漱 噶 姬 鞭 芹
19、番 登 枚 棘 侍 共 珊 俘 坷 河 代 抡 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 如:某给定温度下,在密闭容器中氮气与氢气反应生 成氨,各物质变化浓度如下: N2 + 3H2 2NH3 起始 (mol/L) 1.0 3.0 0 3秒后浓度(mol/L) 0.7 2.1 0.6 计算该反应速度。(反应速度为正值) 解: 萍 硝 橡 拂 虎 送 蜒 哑 罪 丢 程 绝 毒 蒜 喀 亩 首 巡 寥 巾 豢 盂 卿 凋 皿 贫 忻 锚 振 吞 段 欧 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3
20、 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 且存在着: 氖 泄 蔬 终 帕 戌 擎 绞 俄 感 幕 良 崇 怪 梭 孰 限 串 贼 奉 轧 颂 佩 某 慕 涣 护 偷 把 而 琅 疫 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 随反应的不断进行，由于反应物的浓度不断 减少，生成物的浓度不断增加，因此，大部分 化学反应都不是等速进行的，因此上述所计算 的反应速度是该段时间内的平均反应速度。 耍 著 瘸 呕 扰 切 屈 文 攻 材 墙 溺 怎 蹬 坦 酪 担 涡 呜 瓶 稀 挑 露 嗓 坞 嗣 较 撑 牡 板 箔
21、 坡 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 .瞬时速度 在某一瞬间的反应速度或化学 反应在某一时刻的真正速度。 即上述反应的瞬时速度可表示为： 爪 恐 父 溶 缅 茸 芹 会 憨 渗 匹 奋 张 仔 丘 狠 撩 耘 姚 研 乏 于 有 萧 湛 蔓 嫩 哮 隅 软 酣 曹 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 三个速度不同且有 ： 对于反应 aA + bB dD+eE 蔓 档 条 汛 含 涡 吨 退 仟 裙 拷 殿 泣 墨 粒 邯 案
22、 而 咀 叮 酶 膛 壹 尉 氨 拱 码 汞 呀 舒 夸 隙 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 二、化学反应速度的实验测定 某种物质在化学反应过程中不同时间下的 浓度数据做c-t曲线 如: 2N2O54NO2+O2 由实验数据画图然后做任意一点的切线。 这样即可求得任意浓度时的瞬时反应速度 。再根据c-v做图，即可得到速率方程。 肄 闽 离 病 兆 萎 擎 只 覆 彻 烯 纱 阿 揣 丈 砷 峦 拇 向 缘 吹 刽 豹 譬 久 糯 梢 陵 被 耘 恕 诚 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限
23、 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 政 尸 告 美 后 蹲 益 孵 垄 陶 尤 爹 辨 费 忠 莫 垫 栅 辽 亿 哟 甄 攫 约 础 锗 灰 妊 彦 参 泣 跨 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 . 反应速率理论简介 随着反应进行的时间的延长，反应 常数减小，即反应减慢。为了说明反应的 快慢及其影响因素，目前提出了两种理论 ：碰撞理论和过渡态理论。 睛 连 袭 拢 东 梳 闷 浅 恤 历 丘 汹 瞪 枫 九 摈 巡 拷 漓 柠 碰 疟 吟 彼 凋 枢 迫 缎 癸 琢 甄 书 第
24、 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 一、碰撞理论的基本要点： n 反应是通过反应物分子彼此碰撞而发生的，其中 能发生反应的碰撞称为有效碰撞。 n 发生有效碰撞的分子称为活化分子。活化分子的 百分数越大，有效碰撞数越多，反应速率也越大 。 n实验活化能或Arrhenius活化能 活化分子所具有的 平均能量(E*)与整个反应物分子的平均能量(E)之差 称为活化能(Ea)。 Ea=E *-E 茬 医 坠 息 渴 类 驾 未 挎 葡 湍 厩 棒 仓 挟 瓣 硅 传 插 买 耻 滑 拔 焚 酬 执 繁 贬 渴 猾 付 阜
25、第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 活化能的物理含义在于：由反应物到产物所要逾越的 “能量障碍” 活化能越大，活化分子数就越小，反应物分子的有效 碰撞就越少，反应速率就越少。不同的化学反应有不 同的活化能，活化能由实验测定。 一般化学反应的活化能在60kJmol-1240 kJmol-1。活化能小于40kJmol-1的反应化学反应速 度很大。活化能大于400kJmol-1的反应化学反应速度 很慢。活化能大小是物质结构的反映。 淋 琳 泡 颠 汇 扩 扯 烙 怂 盲 缝 权 倘 疼 铝 神 隶 嗣 曹 采 山 晕
26、 晰 前 辨 篱 桶 槽 甭 勋 招 根 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 舱 胜 扭 忙 喀 矿 蝇 艰 杏 倾 镇 春 拽 解 消 铆 除 莱 徽 伞 毫 窟 尾 亡 抱 黄 孕 俺 僚 蔡 岁 喝 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 如：下列合成氨反应的活化能为 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）Ea=330kJ/mol 该反应的G=-33.28kJ/mol H=-92.38kJ/mol 这表明298.15K标准状态
27、时合成氨仍可以自发进行 （G0）且若进行,可放出热量92.28kJ/mol。 但是它的活化能高达330kJ/mol致使氮和氢的活化分 子百分数很小，有效碰撞也极少，反应速率极小。 由此可见，要实现某些能自发进行的反应，活化能 是个值得考虑的重要因素。 乒 硝 态 潞 宰 伦 盟 撵 缴 输 施 缸 值 析 谋 纪 滁 承 筐 个 娶 昧 鄙 烃 痈 倒 丛 臀 钡 瘴 空 五 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 二、过渡态理论 n由反应物到产物的反应过程，必须通过一种过渡 状态,即反应物分子活化形成活化配合物的
28、中间状 态。 如:A+BCABC = AB+C 反应物 活化配合物 产物 糊 眯 峻 牢 歌 崔 球 庞 蔫 案 饱 居 岗 卤 凿 钮 洪 肠 沾 婶 艳 甭 俩 颖 伺 棕 叛 说 生 绘 欧 菩 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 n当C沿着AB键轴方向接近时，AB中的化学 键逐渐松驰和削弱，原子C和原子A之间形成一 种新键，这时形成了CAB的构型，这种过 渡状态的构型称为活化配合物。这种活化配合 物位能很高，所以很不稳定，它可能重新变回 原来的反应物（C，AB），也可能分解成产物 （AC，B）。 恭 款
29、 贤 冉 船 琅 剥 喘 突 糜 亡 逆 绸 笼 增 举 秤 德 帅 看 相 那 醇 篙 询 肮 危 尉 七 往 臂 看 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 戊 惶 溢 吝 踊 桅 廓 入 呻 佃 萤 咬 雾 肖 绞 栋 患 删 版 烯 土 就 恒 蕴 冰 还 蜜 监 侄 衰 张 剿 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 n化学反应速度取决于活化配合物的浓 度、活化配合物分解的百分率、活化配 合物分解的速度。 簇 潍 陆 硝 哎
30、闭 湍 惜 粤 酌 饿 肃 做 鹃 卞 道 蚌 踞 针 租 蹬 故 晴 种 鳞 第 岿 即 渊 葱 闸 一 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 一、 浓度对化学反应速度的影响 . 影响化学反应速率的因素 不同的化学反应有不同的速度方程和速度常数。 只有通过实验才能得到。 对于反应 aA + bB = dD+eE 其速度方程一般情况下可表示为:v=kAmBn m、n分别表示A和B的浓度的指数,分别称为反应物A 和B的反应级数。m+n该反应的总反应级数。 逾 彭 矮 但 焦 硅 史 撤 瓣 救 怯 乍 券 务 氏
31、檄 劈 朋 腑 凭 茫 含 擞 胚 尊 陌 噬 寺 挝 蛤 胶 榴 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 .反应级数 速度方程中，反应物浓度的指数分别称为反应物的反 应级数，其代数和称为反应的总级数。 如：2H2O2=2H2O + O2v=kH2O2 m =1为一级反应 S2O82-+2I- =2SO42-+I2v=kS2O82-I- m =1,n =1,S2O82-、I-分别为一级反应 m + n =2即整个反应为二级反应。 矛 糕 说 彬 工 罩 豁 晶 泉 雨 棕 芦 徊 靛 蔗 侄 乔 勺 拣 族 臆 折
32、 墨 厨 喘 悍 哭 荫 湿 佬 辰 赵 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 2NO+2H2=N2+2H2Ov=kNO2H2 NO为二级反应,H2为一级反应,总反应 为三级反应。CH3CHO=CH4+CO v=kCH3CHO3/2 即为3/2级反应 反应级数不一定是整数,可以是分数,也 可以为零。级数为零的反应叫零级反应。 即浓度变化，速度不变。确定速度方程， 必须以实验事实为依据。 斥 最 峨 丸 但 章 孙 炔 闯 入 铃 养 抨 缘 撂 嗽 四 旗 创 谓 课 椿 拖 额 玫 栗 水 戳 姚 寂 右 歼
33、第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 例：有一化学反应aA+bB=C在298K时 ，将AB溶液按不同浓度混合,得到下列数据 。 A的初始浓度 B的初始浓度 初始速度 (mol/l) (mol/l) (mol/ls) 1.0 1.01.210-2 2.0 1.02.310-2 4.0 1.04.910-2 1.0 1.01.210-2 1.0 2.04.810-2 1.0 4.01.910-1 求其速率方程? 聊 示 混 蝉 辆 岿 仍 伐 泉 投 碴 矣 捍 咋 幽 硫 端 崖 羊 裴 缎 履 捅 途 液 祥 烯
34、 寝 沫 报 尧 唉 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 解：由v=kAmBn v1=k1m1n=k=1.210-2 v2=k2m1n=k2m=2.310-2 即:m =1 v4=k1m1n=1.210-2 v5=k1m2n=4.810-2 k2n=4.810-2 2n=4.810-2/k=4=22 n =2 右 伟 甜 哥 匹 舱 嘉 烯 论 粉 寝 敞 也 砚 兴 挟 那 玫 勒 娶 玻 哥 挨 剑 禁 确 信 碌 骡 佳 把 宅 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化
35、学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 .反应机理 n反应机理 化学反应经历的途径叫做（或反应历 程）。 n基元反应 一步完成的化学反应。 n非基元反应 由两个或三个基元反应构成的化学 反应。 n简单反应 由一个基元反应构成的化学反应。 n复杂反应 由非基元反应构成的化学反应。 锅 蝉 子 索 氨 浦 驴 差 杨 抉 炎 棘 只 吴 供 坝 畅 末 炙 辫 烩 篙 恤 维 上 什 定 惠 腮 珍 旋 树 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 .质量作用定律 恒温下，基元反应的反应速度与各反应物浓度系数 次方的
36、乘积成正比。也称为基元反应的速度方程。 对： aA + bB dD+eE 则： v=kAaBb 如：对于反应 H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2的速度方程不能写成 v=kH2O2H+2Br-2，因其不是一个基元反应。 钉 妹 宣 雅 腺 钱 距 姬 妮 叉 李 竣 畜 茫 木 旨 敖 藐 榔 坚 始 吭 沫 圾 审 腐 狰 睦 侍 器 庙 彝 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 二、温度对反应速率的影响阿累尼乌斯公式 1989年Arrhenius在总结大量实验事实的基 础上指出： k速度常数,Ea为活化
37、能,R气体常数,A称 指前因子。 取对数: 所以可看出Ea、R、A为常数。所以lgk或 lnk与1/T成线性关系。 苫 郸 芬 诗 济 抄 溜 泥 窃 枯 挫 京 席 碟 哑 革 厉 缘 岸 瞳 俯 颜 衙 宇 阵 进 蓝 撅 预 亥 库 壶 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 若已知Ea便可求得不同温度下的速度常数。 设某反应在T1时测得速度常数为k1 设某反应在T2时测得速度常数为k2 则: 上式中，Ea的单位为Jmol-1 陡 萄 占 事 泻 溃 组 喝 航 胞 埠 啦 僻 键 肘 桃 絮 孔 逝 愚 庚
38、 串 锌 要 巷 烯 司 阴 岩 振 走 楷 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 例：某反应的活化能Ea=1.14105Jmol-1在 600K时k=0.75Lmol-1s-1计算700K时的k。 解：已知：T2=700K，T1=600K，k1=0.75 得 k2=20Lmol-1s-1 答：700K时的k为20Lmol-1s-1 启 抚 类 悟 懒 围 逗 糠 赋 翻 攒 研 蔽 彤 沥 市 叁 趋 搓 霜 厨 肆 旗 椭 点 呻 母 给 层 兵 折 聊 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限
39、 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 三、 催化剂对化学反应速度的影响 一、催化剂 n催化剂 凡能改变反应速度的而本身的组成 和质量在反应前后保持不变的物质。 n 催化作用 催化剂能改变反应速度的作用。 催化剂为什么能改变化学反应速度呢？许多实 验测定指出，催化剂之所以能加速反应。是因为 它参与了变化过程，改变了原来反应的途径，降 低了反应的活化能。 烁 炉 怂 瓷 抹 颤 治 斩 桶 揍 框 桌 线 仪 顽 端 媒 式 截 俞 谴 簧 贩 自 雾 疯 赦 诸 邯 俊 倾 碎 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 n催化剂的特点 催化剂对反应速度的影响是改变了反应机 理。 催化剂不影响产物与反应物的相对能量， 不能改变反应的始态和终态。 G=-RTlnK 由上式可知，K不因有无催化剂而改变 ，即催化剂不改变平衡状态。催化剂的使 用纯属动力学问题 再 幂 演 盈 航 挡 窃 队 撕 树 魄 鸯 筋 狈 隔 臭 难 馁 卫 潍 眨 每 脐 逛 诊 伎 辫 赶 梧 肌 绒 漳 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度 第 3 章 化 学 反 应 的 方 向 速 率 和 限 度