第五章-化学动力学.pptVIP

5.5 化学反应速率理论 5.5.1 碰撞理论 5.5.2 过渡态理论 5.5.1 碰撞理论 1. 理论基本要点： 化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞，但并不是每一次碰撞都能够发生化学反应，只有具有足够高能量的分子（活化分子）间在适当取向的碰撞才能够发生化学反应，能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞 CO(g) + NO2(g) = CO2(g) + NO(g) 分子的能量分布图 Ek Ec E 活化能：活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差 Ec—活化分子的最低能量 浓度对反应速率影响本质： 当温度一定, 浓度增大, 分子总数增加，活化分子数随之增多,反应速率增大 温度影响： 当浓度一定，温度升高，活化分子分数增多,　反应速率增大 2. 碰撞理论的意义： 3. 碰撞理论的局限性： 把分子看成没有内部结构的刚性球体的模型，对一些分子结构比较复杂的有机反应、配合反应等不能解释 5.5.2 过渡态理论 1. 理论基本要点： 反应物并不是只通过简单碰撞就能生成产物，要经过一个中间过渡状态，即形成活化络合物，它既能与原来的反应物建立平衡，又能进一步分解为产物 反应物 过渡态 生成物 溴甲烷和氨的反应： CH3Br + NH3 CH3NH3+ + Br- 极性溶剂 反应物 活化络合物(过渡态) 生成物 C???Br键开始弱化 N???C键开始生成 例： Ea(逆) (正) (正) Ea(逆) Eac Eac EI EII EII EI E(Ⅰ)－反应物(始态)势能 ；E(Ⅱ)－生成物(终态)势能 过渡态理论示意图 正反应的活化能 Ea(正) =Eac - E(Ⅰ) 逆反应的活化能 Ea(逆) =Eac - E(Ⅱ) ΔrHm= E(Ⅱ) - E(Ⅰ)= [Eac - Ea(逆)] -[Eac - Ea(正)] ΔrHm= Ea(正) - Ea(逆) 5.6 催化剂对化学反应速率的影响 5.6.1 催化剂 5.6.2 催化剂的特点 5.6.3 催化剂改变化学反应速率的原因 5.6.1 催化剂 能改变化学反应的速率，但不影响化学平衡的位置，而且在反应之后，其质量和组成都不发生变化的物质 正催化剂 负催化剂/阻化剂/抑制剂 1.不能改变反应的方向和限度 2.同等程度地加快正反应速率和逆反应速率，缩短 反应到达化学平衡所需的时间 3.催化剂具有选择性，包含两层含义： a 不同类型的化学反应需要不同的催化剂 b 同样的化学反应，不同的催化剂可以得 到不同的产物 5.6.2 催化剂的特点 5.6.3 催化剂改变化学反应速率的原因 A + B = AB Ea 很大，无催化剂 慢 A + K 　=　AK 加入催化剂K后 AK + B =　AB + K 快 参与化学反应，改变反应途径，改变活化能 实验结果表明，催化剂参与的分解反应，改变了反应机理，降低了反应活化能，增大了活化分子分数，反应速率显著增大 活化能降低使活化分子数增加 * * * * * * * * * * * * * * * 第五章 化学动力学 5.1 化学反应速率表示法 5.2 基元反应、复杂反应和反应机理 5.3 浓度对化学反应速率的影响 5.4 温度对化学反应速率的影响 5.5 化学反应速率理论 5.6 催化剂对化学反应速率的影响 5.1 化学反应速率表示法 5.1.1 平均速率 5.1.2 瞬时速率 单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 aA + bB dD + eE 对于一般的化学反应： 5.1.1 平均速率 例： N2(g) + 3H2(g) ＝ 2NH3(g)  Co 2.0 3.0 0 Ct(2s) 1.8 2.4 0.4 不同物质的浓度变化来表示反应速率，数值不相同 速率之比等于反应式中各物质的计量系数之比 任一物质浓度随时间的变化率(正数值)除以相应的化学计量系数 aA + bB dD + eE 单位：浓度·时间－1 ，常用mol?L-1?s-1