《无机化学》课件-3.1.2-化学反应速率基本概念.pptx

第 3 讲 化学动力学基础 知 行 合 一 、 经 世 致 用 3.1 化学反应速率基本概念3.1 Basic Concepts of Chemical Reaction Rate 知 行 合 一 、 经 世 致 用- 在通常情况下，水不能自发发生分解。 ? r G m (298K) = 236.8 kJ·mol -1 0- 理论上，水分解的逆反应可以自发进行。 ? r G m (298 K) = –236.8 kJ·mol -1 0 - 理论上，该反应自发进行的趋势很大！知 行 合 一 、 经 世 致 用 CO 和 NO 是 汽 车 尾 气 中 的 两 种 有 害气体，若使它们反应转化为无毒的 N 2 和CO 2 ，将大大改善汽车尾气对环境的污染。 NO(g) + CO(g) = 1/2N 2 (g) + CO 2 (g) ? r G m (298K) = –344.8 kJ·mol -1 知 行 合 一 、 经 世 致 用 问题 化学热力学虽然解决了反应的可能性问题，但没有解决反应的一些现实性问题 。某些反应在理论上发生的可能性很大，但实际上反应速率非常缓慢。 办法 通过改变外界条件，比如 增大反应物浓度、升高反应温度以及添加催化剂等方法，使得反应速率增大，从而满足生产生活实际需要。 研究反应速率及其影响因素的作用规律和 反应机理的科学。化学动力学的主要研究内容 1确定化学反应的速率以及温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应速率的影响； 2研究化学反应机理，揭示化学反应速率的本质； 3探求物质结构与反应能力之间的关系和规律。知 行 合 一 、 经 世 致 用化学动力学 chemical kinetics 知 行 合 一 、 经 世 致 用 化学反应速率 chemical reaction rate 在一定条件下， 反应物转化为生成物的速率 ，就 是 化学反应速率 。 - 衡量化学反应过程进行快慢的量度。 - 可用单位时间内 反应物浓度的减小 或 生成物浓度的增加 来表示。 知 行 合 一 、 经 世 致 用平均速率瞬时速率某一段时间内反应速率的平均结果。某一时刻的真正反应速率。 t / min表 3-1 H 2 O 2 水溶液在室温的分解c (H 2 O 2 ) / mol·L -1 反应速率/ mol·L -1 ·min -10204060800.800.400.200.100.0500.40 / 20 = 0.0200.60 / 40 = 0.0150.70 / 60 = 0.0120.75 / 80 = 0.0094 以 H 2 O 2 分解反应为例： H 2 O 2 (aq) = H 2 O(l) + 12 O 2 (g)r H O =?t 通过计算一段时间 内 H 2 O 2 浓度的减小来 表示平均反应速率。 ?c (H 2 O 2 ) – 2 2知 行 合 一 、 经 世 致 用 平均速率average rate某一段时间内 反应速率的平均结果。 知 行 合 一 、 经 世 致 用 瞬时速率instantaneous rate瞬时速率就是 某一时刻 的反应速率。- 以反应 H 2 O 2 (aq) = H 2 O(l) +O 2 (g) 为例，瞬时速率可表示为：12r H 2 O2? c (H 2 O 2 ) ? t= lim [ – ? t →0] =d c (H 2 O 2 ) d t–- 瞬时速率也可看作是平均速率的一个极限值，就是当 时间间隔 ? t → 0 时 的 平 均 速 率 。 知 行 合 一 、 经 世 致 用 瞬时速率可以通过作图法求得- 以 H 2 O 2 浓度为纵坐标，时间为横00.80.60.4 0.2图 3-1 H 2 O 2 分解的浓度 - 时间曲线 c (H 2 O 2 ) / mol·L -1 A20 坐标，绘制浓度 - 时间曲线。- 过曲线上任意一点做切线（图中 虚 线），该切线 斜率的负值 即为该 点 对应的时刻 H 2 O 2 分解的瞬时速率。- 以不同物质的浓度变化表示的反 应速率可能不相同 ，通常采用浓 度易于测量的那种物质进行研究。0.014 mol·L -1 ·min -1 0.0075