化学反应速率-(2)省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

化学反应速率化学热力学有些化学反应速率很快反应釜中乙烯聚合过程需要数小时，室温下塑料或橡胶老化速率按年计，而地壳内煤或石油形成要经过几十万年时间。不一样化学反应，反应速率不一样，同一反应在不一样条件下进行时反应速率也不相同。怎样定量地表示一个化学反应快慢呢？对于普通化学反应：aA+bB=gG+dD因d=dnB/B所以=d/dt=B-1dnB/dt对有限量改变=B-1nB/t若反应体系体积为V，且不随时间而改变，则可用下式表示化学反应速率：瞬时速率instantaneousrate：v=/V=B-1dnBV-1/dt=B-1dCB/dt对有限量改变平均速率averagerate：v=B-1CB/tvSI单位为molm-3s-1这么定义反应速率v与物质选择无关。对同一个化学反应，不论选取哪一个反应物或产物来表示反应速率，都得到相同数值。举例说明影响反应速率原因除反应物本质、浓度、温度外，还有催化剂、反应物聚集状态、反应介质和光照等。浓度对反应速率影响与反应历程相关。基元反应复合反应反应物分子直接碰撞而发生化学反应称为基元反应，它是一步完成反应，故又称简单反应。如O2+H(g)＝HO(g)+O(g)由两个或两个以上基元反应组成化学反应，称为复合反应。如反应2NO+O2＝2NO2有些人认为它是由以下两个基元反应组成，所以是复合反应2NO+O2＝N2O2（快）N2O2+O2＝2NO2（慢）当温度不变时，若反应aA+bB=cC是基元反应,则有v=kcAacBb此式称为化学反应速率方程式，又称质量作用定律表示式。k叫做速率常数。取决于反应物本性，反应温度和催化剂等，但与浓度无关。不一样反应在同一温度下，k值不一样；同一反应在不一样温度或有没有催化剂不一样条件下，k值亦不一样。同一反应仅改变反应物浓度，其k值不变。当A和B浓度均为1molm-3s-1时，有v/[v]=k/[k]式中[v]、[k]分别表示物理量v、k所选定各自单位。所以k是各反应物浓度均为1molm-3s-1时反应速率，故又称为反应比速。在同一温度下，可用k大小来比较不一样反应反应速率大小。非基元反应速率方程式中，浓度方次和反应物系数不一定相符，不能由化学反应方程式直接写出，而要由试验确定。任一化学反应aA+bB＝gG+dD+其反应速率方程式可写为下式v=kcAcB若是基元反应，则＝a=b若是复合反应，则不一定＝a=bv=kcAcB称为A分级数，称为B分级数，分别表示A、B浓度对反应速率影响程度。总反应级数：n=++对于复合反应、和n数值完全是由试验测定，它们值能够是零、正整数、分数或负数。n=+=0零级反应ZerothOrderReactionn=+=1一级反应FirstZerothOrderReactionn=+=2二级反应SecondOrderReaction比如，在V2O5晶体表面上CO燃烧反应2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）试验测得v=kc（CO）是一级反应，而不三级反应。一级反应较为常见，其反应速率与反应物浓度关系为：v=－=k1c上式经积分后得到一级反应公式为lnc/[c]=-kt+lnc0/[c]式中：c0－反应物初浓度c－反应物t时刻浓度1.由lnc/[c]=-kt+lnc0/[c]可知lnc/[c]与时间t呈直线关系。直线斜率为-k。2.半衰期（halflife）t1/2（反应物消耗二分之一所需时间）与反应物浓度无关，而与速率常数成反比。lnc/[c]=-kt+lnc0/[c]lnc0/c=ktlnc0/1/2c0=kt1/2ln2=kt1/2t1/2=(ln2)/k=0.693/k放射性元素衰变掉二分之一数量（或放射性活度降低到二分之一）所需要时间称为放射性元素半衰期。它是放射性元素一个特征常数。比如半衰期为81，半衰期为22分钟，半衰期为5730年。一些放射性同位素衰变可用作估算考古学发觉物、古代化石、矿物、陨石以及地球年纪基础。如和通惯用于陨石和矿物年纪估算，用于确定考古学发觉物和化石年纪。例：过氧化氢是一个主要氧化剂，在医药上（3%H2O2）用作消毒杀菌剂，在工业上用于漂白毛、丝、羽毛等。纯H2O2是一个火箭燃料高能氧化剂，但它很不稳定，极易分解。H2O2分解反应是一级反应，反应速率常数为0.0410min-1。2H2O2（l）H2O（l）+O2（g）解：（1）将相关数据代入下式lnc/[c]=-kt+lnc0/[c]得：lnc=0.041min-110min＋ln0.500moldm-3/moldm-3=0.410解得c=0.332moldm-3（2）t1/2=0.693/k=0.693/0.0410