第四章-2化学反应速率(应化)辩析.pptVIP

合成氨反应，没有催化剂时反应的活化能为326.4kJ·mol-1； 加Fe作催化剂时，活化能降低至175.5 kJ·mol-1。 例如： 五、催化剂对反应速率的影响机理 五、催化剂对反应速率的影响 1） 催化剂同等程度地加快正、逆反应的速率，所以催化剂只能加速化学平衡的到达，不能改变平衡点的位置。 2）催化剂虽然改变了反应原来的途径，降低了活化能，但不能改变反应的?G，对一个?G＞0的反应，想用催化剂改变其反应方向是徒劳的。 用Co(CO)3H作催化剂由丙烯醇制备丙醛HOCH2CH=CH2 ?? CH3CH2CHO 现代催化剂 现代催化剂 Wilkinson 氢化反应 ( hydrogenation) RCH=CH2+H2 ?? RCH2CH3 氧化加成 消除 H迁移 加成 还原消除 用Co(CO)3H作催化剂的加氢甲酰化反应 (hydroformylation) CH3CH2CH=CH2 +H2+CO ?? CH3CH2CH2CH2CHO 乙烯氧化为乙醛的催化循环(Wacker过程) C2H2+O2+H2O ??CH3CHO 二、化学反应速率的表示方法 在一个特定的反应中，反应物或生成物的浓度随时间的变化率，具有“浓度· 时间-1”的量纲，常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。其单位是mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1。 化学反应速率（rate of chemical reaction） 1. 平均速率 2. 瞬时速率 1. 平均速率 式中?t 为时间变化，?cA、?cB、?cD、?cE分别表示?t 时间内各组分的浓度变化，在同一时间间隔内，以上各自表示反应速率的数值是不相等的； aA + bB = dD + eE 可用单位时间内反应物浓度的减少来表示平均速率 也可用单位时间内生成物浓度的增加来表示平均速率 2. 瞬时速率 一般来说，化学反应都不是等速变化的，只有瞬时速率才能表示化学反应中某时刻的真实反应速率，瞬时速率是?t 趋近于0时平均速率的极限值。 反应速率是通过实验测定的，实验中用化学方法或物理方法测定在不同时刻反应物或生成物的浓度，然后通过作图法，即可求得某一时刻的反应速率。 ①测定一组c-t 数据，即测定不同时刻t 时某组分的浓度（或分压）； ②以t 为横坐标，c 为纵坐标，作c-t 曲线； ③作任一时刻t 时曲线的切线； 斜率 二、化学反应速率的表示方法 影响反应速率的因素 1.浓度 2.温度 3.催化剂 三、浓度对反应速率的影响 一定温度下，增加反应物的浓度可以增大反应速率。 三、浓度对反应速率的影响 一定温度下，某一化学反应，反应物中活化分子的百分数是一定的。增加反应物浓度，使单位体积内活化分子数目增多，增加了反应物分子有效碰撞的次数，所以反应速率增大。 碰撞理论解释： 三、浓度对反应速率的影响 1. 基元反应 2. 速率方程 1. 基元反应 反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应称为基元反应，也称为简单反应。如下基元反应： SO2Cl2 → SO2 + Cl2 NO2 + CO → NO + CO2 1. 基元反应 多数化学反应不是基元反应，而是由两个或两个以上基元反应构成的，这样的化学反应称为非基元反应 或复杂反应。 非基元反应：反应物分子经碰撞后非直接一步转化为产物的反应。 NO2 + CO? NO + CO2 NO2 + NO2? NO + NO3 第一步-慢反应 NO3 + CO ? NO2 + CO2 第二步-快反应 大量的实验事实证明：基元反应的反应速率与反应物浓度幂（幂次等于反应方程式中该物质分子式前的计量系数）的乘积成正比。这一规律称为质量作用定律。 ? = kca(A) cb(B) aA + bB?生成物 2. 速率方程（质量作用定律） 式中：?为反应速率；k为速率常数； c为浓度； a和b分别为反应物A和B浓度的指数； （a+b）称为该反应的反应级数； 一般基元反应的速率方程式： aA + bB = dD + eE 一些反应及其反应速率方程和反应级数 例如，某气体反应的实验数据如下： 求该反应的速率方程表达式及反应级数n。 解 令该反应的速率方程式为： 由实验1和实验2可得? 两式相除,因 c1(A) =c2(A) ,得 b=1 再由实验3和实验4得? 两式相除,因 c3(A) =c4(A) ,得 a = 2 反应级数 n = 2 + 1 = 3 1)速率常数k取决于反应的本性与浓度无关. 2)它随温度变化，温度升高，速率常数通常增大。 3)不