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化学反应速率实验ppt

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  • 更新时间:2019-09-09
  • 素材类别:化学课件PPT
  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:化学反应速率实验,速率
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化学反应速率实验ppt

PPT内容

第5章 化学动力学初步 5.1 化学反应速率 5.2 浓度对反应速率的影响 5.3 反应级数 5.4 反应机理 5.5 温度对化学反应速率的影响 5.6 基元反应的速率理论 5.7 催化剂与催化作用 5.1 化学反应速率 (Chemical Reaction Rates) 宏观:热力学、动力学热力学:过程的能量交换(H )、过程的自发方向(G )、过程的限度(K ) (△Gø = - RTln K) — 可能性。动力学:反应速率(快慢)、反应机理(怎样进行) — 现实性。 I- H2O2(aq) → H2O(l) + ½ O2(g) 教材p.107, 表6.1. H2O2(aq) = H2O(l) + ½ O2(g) 或: N2O5(g) = 2 NO2 (g) + ½ O2(g) N2O5(g) = 2 NO2 (g) + ½ O2(g) 浓度随时间变化曲线 N2O5(g) = 2 NO2 (g) + ½ O2(g) NO2 浓度 - 时间关系二、影响反应速率的因素 (一)不同反应的反应速率不同(取决于反应物本身的性质)(二)同一反应 1.浓度; 2.气体反应:压力; 3.温度; 4.使用催化剂。 5.2 浓度对反应速率的影响 CO(g) + NO2(g) → CO2(g) + NO(g) 速率方程式(动力学方程式) v = k (CO) (NO2) 上式称为该反应的速率方程式, k 称为“反应速率常数”,又称“比速常数”,意义是速率方程式中各种物质浓度均为 1 mol.dm-3时的反应速率;其量纲由速率方程确定;k 大小取决于反应物的本质,而与浓度无关,当其它条件相同时, k  ,则v  ;通常,T  ,则k  。速率方程式表示反应速率与浓度的关系。二、基元反应与非基元反应基元反应—即一步完成的反应。非基元反应—分若干个步骤进行的反应,又称“复杂反应”或“复合反应”。 5.3 反应级数 (Order of reaction)反应: A  B 1级反应和2级反应的速率方程、k和t1/2 反应: A  B 0级反应和3级反应的速率方程、k和t1/2 1 级反应ln cA - t 、2级反应1/ cA - t和0级反应cA - t关系图 1级反应 (A) – t 图 2级反应 (A) – t 图 0级反应 (A) – t 图 5.4 反应机理例2. NO2(g) + CO(g) = NO(g) + CO2(g) 反应机理 5.5 温度对化学反应速率的影响例: 2 N2O5(g)  4 NO2(g) + O2(g) 不同温度下 lg k – 1/T (教材p.113表6-2) 以 lgk 对 1/T 作图得直线(教材p.113图6-4), 由直线斜率可求出Ea:s = - Ea / 2.303 R 二、反应活化能 5.6 基元反应的速率理论 NO2(g) + F2(g)  2 NO2F(g) 二、过渡状态理论(活化配合物理论)势能示意图 设反应为: A + B-C → A-B + C A …B…C —— 活化配合物(过渡状态) Ea = 134 kJ.mol-1   —— ---------------- 势能 反应物分子  E’a = 368 kJ.mol-1 A + B-C r H 0 = - 234 kJ.mol-1   A–B + C ---------------- —— 产物 6.6 催化剂与催化作用催化剂改变反应途径实例例1. Br2 2 H2O2 (aq)→ 2 H2O(l) + O2(g) 例4. Pt C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g) 第 5 章 小 结 1. 反应速率定义对于反应瞬时速率为:平均速率为: vi 为计量系数a、b、d、c,且对反应物取负值,对产物取正值。 2. 速率方程式、反应级数 CO(g) + NO2(g) → CO2(g) + NO(g) 该反应是基元反应(一步进行的反应)。瞬时速率定义式: v = - dc (NO2) / dt = - dc (CO) / dt 速率方程式(动力学方程式) : v = k (CO )(NO2) 速率方程式表示反应速率与浓度的关系。反应级数: 实验测得反应 a A + b B = d D + e E 的速率方程式为: v = k(A)m(B)n 则 m 称为反应物A的分级数(Partial order of A); n 称为反应物B的分级数(Partial order of B) ; (m + n)为反应的级数(Order of reaction) 。一级反应 lg (A) – t 的关系设某个一级反 应为:A → P lg(A) – t 图呈直线, 是一级反应的特征。对应于 t = t1/2,即反应进行一半所需的时间,称为“半衰期”, t1/2可由上式求得: t1/2 = ln 2 /k (一级反应)一、二、三和零级反应的速率变化规律 反应: A  B 1级反应和2级反应的速率方程、k和t1/2 反应: A  B 0级反应和3级反应的速率方程、k和t1/2 3. Arrhenius公式及“活化能”概念 k = A exp (-Ea / RT) (指数式) lgk = -Ea / 2.303 RT + lgA (对数式) A — 频率因子,Ea — 实验活化能。 以lg k 对 1/T 作图得直线, 由斜率可求出Ea:直线斜率 s = - Ea / 2.303 R 反应活化能——指反应中活化分子平均能量与反应物分子平均能量之差 (这点适用于“基元反应”): 4. 基元反应速率两种理论 (1) 碰撞理论 (适用于气体双分子反应 ): — 反应速率由碰撞频率(Z),有效碰撞占总碰撞次数的分数(能量因子f)和碰撞的方位因子(P)3个因素决定。 v = Z  f  P = Z0 (A) (B)  exp(- Ec / RT)  P v = k (A) (B) 式中, k =Z0  exp(- Ec / RT)  P 6. 反应机理 第5章作业教材p.120 – 123: 4, 5, 7, 11, 13, 14, 17, 20

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