化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡-化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素（應(yīng)用化學(xué)課件）

催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

3.催化劑對反應(yīng)速率的影響催化劑定義：能顯著改變反應(yīng)速率，其在反應(yīng)前后組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)能保持不變的物質(zhì)。催化作用：催化劑對反應(yīng)速率的影響。正催化劑：使反應(yīng)速率加快的催化劑。負(fù)催化劑：使反應(yīng)速率減慢的催化劑。

化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡

化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素第二節(jié)化學(xué)平衡第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合利用主要內(nèi)容第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素一、化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法

物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的快慢程度各不相同，有的反應(yīng)得快，瞬間即可完成，如酸堿中和反應(yīng)，爆炸反應(yīng)等，有些反應(yīng)得慢，較長時間才能察覺，如金屬的腐蝕、巖石的風(fēng)化、塑料或橡膠的老化等?；瘜W(xué)反應(yīng)速率是表示化學(xué)反應(yīng)的快慢程度。

化學(xué)反應(yīng)速率以單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度變化的正值來表示。如某反應(yīng)為：

aA+bBdD+eE

隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物A和B的濃度不斷減小，生成物D和E的濃度不斷增大。對生成物D，其反應(yīng)速率為：

ν(D)＝（3-1）?t?——?時間間隔,s、min或h；?c

(D)?——?在?t時間間隔內(nèi)D物質(zhì)濃度變化的量,mol?L–1；ν(D)?——?以生成物D來表示的反應(yīng)速率,mol?L–1s–1

（min–1、h–1）。由于?c(A)為負(fù)值，故在前面加負(fù)號使反應(yīng)速率為正值，以反應(yīng)物A來表示的反應(yīng)速率為：ν(A)＝–（3-2）例如：在一定條件下，氮氣和氫氣合成氨的反應(yīng)N2+3H2＝2NH2↑起始濃度（mol?L–1）：1.0??2.0?02s末濃度（mol?L–1）：0.60?0.800.80用反應(yīng)物N2、H2和生成物NH3濃度變化表示的反應(yīng)速率為：

v(N2)=–(mol?L–1s–1)

v(H2)=–(mol?L–1s–1)

v(NH2)=(mol?L–1s–1)

以上計算結(jié)果可知，用不同的反應(yīng)物或生成物表示的反應(yīng)速率不同，這是由于各種物質(zhì)的化學(xué)計量系數(shù)不同而引起數(shù)值上的差異。事實上同一反應(yīng)，在一定條件下只能有一個反應(yīng)速率，所以反應(yīng)速率必須指明是用何種物質(zhì)表示。例如在合成氨的反應(yīng)中，各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之間存在如下關(guān)系：ν(N2)＝

ν(H2)＝

ν(NH3)由此推廣到任一反應(yīng)：aA+bBdD+eE其反應(yīng)速率之間的關(guān)系為：

ν(A)＝ν(B)＝ν(D)＝ν(E)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

二、影響反應(yīng)速率的因素

化學(xué)反應(yīng)速率的大小取決于反應(yīng)物的性質(zhì)?；瘜W(xué)反應(yīng)速率還與反應(yīng)物濃度（或壓力）、溫度和催化劑等因素有關(guān)。1.濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響反應(yīng)濃度改變，化學(xué)反應(yīng)速率也發(fā)生改變，如物質(zhì)在純氧中燃燒比在空氣中燃燒更劇烈。顯然，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越大。(1)基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)實際過程中一步就能完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。例如：2NO2(g)2NO(g)+O2

(g)

NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)

實驗表明，大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)不是一步完成，需要分步進(jìn)行，分步進(jìn)行的反應(yīng)稱為非基元反應(yīng)，例如：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)實際上該反應(yīng)分兩步進(jìn)行：第一步2NO+H2＝N2+H2O2（慢）第二步H2O2+H2＝2H2O（快）每一步為一個基元反應(yīng)，總反應(yīng)為兩步反應(yīng)之和。其中，慢反應(yīng)控制整個反應(yīng)的步驟，總反應(yīng)的反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定。(2)質(zhì)量作用定律質(zhì)量作用定律：在一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度指數(shù)的冪的乘積成正比。濃度指數(shù)在數(shù)值上等于基元反應(yīng)中各反應(yīng)物前面的化學(xué)計量系數(shù)。如反應(yīng)：aA+bBcC+dD反應(yīng)速率ν∝{c(A)}a{c(B)}b，用比例系數(shù)來表示為ν=k{c(A)}a{c(B)}b

（3-3）式中，ν

——?反應(yīng)的瞬時速率；

c

——?物質(zhì)的瞬時濃度；

k

——?速率方程式中的比例系數(shù)，稱反應(yīng)速率常數(shù)。式（3-3）稱速率方程。其中反應(yīng)速率常數(shù)k是化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下的特征常數(shù),與反應(yīng)物的性質(zhì)、溫度及催化劑等因素有關(guān)，與濃度、分壓無關(guān)。溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

2.溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響溫度是影響化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素，對大多數(shù)反應(yīng)，不論吸熱還是放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率都會增大。例如，氫氣和氧氣在常溫下反應(yīng)速率極小，幾乎不發(fā)生化合反應(yīng)。當(dāng)溫度超過600℃時，立即發(fā)生劇烈爆炸。一般，溫度升高10℃，反應(yīng)速率約增加2～4倍。對于溫度升高10℃，反應(yīng)速率增加2倍的反應(yīng)，100℃時的反應(yīng)速率為0℃時的210倍。

（a）（b）（c）圖3-2（a）表示爆炸反應(yīng)。溫度達(dá)到某一數(shù)值時，化學(xué)反應(yīng)速率急劇增大，發(fā)生爆炸。圖3-2（b）表示反應(yīng)速率在一定溫度范圍內(nèi)達(dá)到最大值，溫度過高或過低反應(yīng)速率都會變小。例如生物酶的催化反應(yīng)，在適宜的溫度范圍內(nèi)，生物酶具有催化作用，反應(yīng)速率最大。圖3-2（c）表示反應(yīng)速率隨著溫度升高而降低。如反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。TTTvvv影響反應(yīng)速率的其他因素

4.影響反應(yīng)速率的其他因素研究體系涉及兩個或兩個以上相的反應(yīng)，稱作多相反應(yīng)。例如：固—氣反應(yīng)、固—液反應(yīng)、固—固反應(yīng)。多相反應(yīng)發(fā)生在兩相界面上，其反應(yīng)速率除受上述幾種影響因素外，還與反應(yīng)物接觸面的大