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文檔簡介

第三章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

3.1化學(xué)平衡3.2化學(xué)平衡移動3.3化學(xué)反應(yīng)速率及其表示法3.4濃度對反應(yīng)速率的影響3.5反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系3.6溫度對反應(yīng)速率的影響3.7反應(yīng)速率理論簡介3.8催化劑對反應(yīng)速率的影響3.1化學(xué)平衡3.1.1化學(xué)平衡的特征3.1.2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及其有關(guān)的計算3.1.3多重平衡規(guī)則

化學(xué)平衡一、可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡1.可逆反應(yīng):在一定條件下既能向正反應(yīng)進(jìn)行,又能向逆反應(yīng)進(jìn)行的反應(yīng)。幾乎所有的反應(yīng)都是可逆的,只不過可逆的程度不同而已。2.化學(xué)平衡:正逆反應(yīng)速率相等時的狀態(tài)。3.1.1化學(xué)平衡的特征3、化學(xué)平衡的鮮明特點化學(xué)平衡是

rG=0的狀態(tài)。(2)化學(xué)平衡是動態(tài)平衡。平衡時反應(yīng)仍在進(jìn)行,只不過v正=v逆(3)平衡是相對的、有條件的。當(dāng)外界條件改變,平衡就會被破壞,直至在新的條件下建立新的平衡。(4)平衡狀態(tài)是封閉體系可逆反應(yīng)進(jìn)行的最大限度。

化學(xué)平衡3.1.2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及其有關(guān)計算反應(yīng)處于平衡狀態(tài),則

rG=0,由上式可得:令Qeq=KθKθ稱為標(biāo)準(zhǔn)衡常平數(shù),等于平衡時的活度商。對于一給定反應(yīng),在一定溫度下是一常數(shù)。

化學(xué)平衡標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表達(dá)式★

對于溶液中的反應(yīng)★

對于氣相反應(yīng)aA+

bBcC+

dD

化學(xué)平衡(2)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ用以定量表達(dá)化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)。Kθ值越大,平衡混合物中生成物越多而反應(yīng)物越少,反之亦然?!?/p>

對復(fù)相反應(yīng)

Payattention!(3)Kθ是量綱為1的量,是溫度的函數(shù),與濃度、分壓無關(guān)。

aA(s)+

bB(aq)cC(aq)+

dD(g)(1)Q和Kθ

表達(dá)式相同,但意義不同,Q是指反應(yīng)開始時活度的比值,Kθ是指反應(yīng)達(dá)平衡時活度的比值。

化學(xué)平衡(4)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式必須與化學(xué)反應(yīng)計量式相對應(yīng)

化學(xué)平衡例3-1(p.46):課后自己看。例3-2(p.46):已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在1123K時,Kθ

=1.0,先將2.0molCO和3.0molH2O(g)混合,并在該溫度下達(dá)平衡,試計算CO的轉(zhuǎn)化百分率。n0/mol2.03.000neq/mol2.0-x3.0-xxx解:設(shè)平衡時H2為xmolCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

化學(xué)平衡X=1.2mol

化學(xué)平衡

化學(xué)平衡例3-3(p.47):PCl5(g)的熱分解反應(yīng)為PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),將3.14gPCl5裝入1.00L密閉容器中,在500K時達(dá)平衡,測得總壓力為120kPa。求此反應(yīng)在該溫度下的Kθ和PCl5解離率。解:未分解前PCl5的分壓為

化學(xué)平衡設(shè)平衡時PCl3的分壓為xkPaPCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)peq/kPa62.7-x

x

x

62.7-x+x+x=120x=57.3

化學(xué)平衡例3-4:在60℃時,反應(yīng)H2S(g)+I2(s)2HI(g)+S(s)

的Kθ=1.30×10-5,試計算2molH2S和過量的I2在60℃

和總壓力為100kPa時混合,達(dá)平衡時可制取S的質(zhì)量。

解:設(shè)達(dá)平衡時S為xmolH2S(g)+I2(s)2HI(g)+S(s)n0/mol2.000neq/mol2.0-x2xx氣體n總

2.0+xmol

化學(xué)平衡根據(jù)x=3.61×10-3molS的質(zhì)量3.61×10-3×32.06=0.116克

化學(xué)平衡例3-5:在容積為5.00L的容器中裝有等物質(zhì)的量的PCl3(g)和Cl2(g),在523K下反應(yīng):PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)達(dá)平衡時,p(pCl5)=Pθ,Kθ=0.56,求(1)開始裝入的PCl3和Cl2的物質(zhì)的量,(2)PCl3的平衡轉(zhuǎn)化率。解:(1)設(shè)PCl3(g)及Cl2(g)的始態(tài)分壓為xPaPCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)p0/Paxx0peq/Pax-pθ

x-pθpθ

化學(xué)平衡

化學(xué)平衡

化學(xué)平衡3.1.3多重平衡規(guī)則反應(yīng)式相加減,對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)相乘除。(1)(2)(3)(1)+(2)=(3)

化學(xué)平衡(1)+(2)=(3)同理:(1)-(2)=(3)例(3-6):見課本P48

化學(xué)平衡3.2化學(xué)平衡的移動3.2.1化學(xué)平衡移動方向的判斷3.2.2化學(xué)平衡移動程度的計算

化學(xué)平衡的移動3.2.1化學(xué)平衡移動方向的判斷

一切平衡都是相對的、暫時的。當(dāng)外界條件改變時,舊的平衡被打破而在新的條件下建立新的平衡,這一過程叫做化學(xué)平衡的移動。平衡移動的原理:假如改變平衡系統(tǒng)的條件之一,平衡就向減弱這個改變的方向移動。

化學(xué)平衡的移動3H2(g)+N2(g)2NH3(g)

rHm

=

-92.2kJ·mol-1

增加H2的濃度,平衡向右移動;增加系統(tǒng)總壓力,平衡向右移動;升高系統(tǒng)溫度,平衡向左移動。

化學(xué)平衡的移動Q=Kθ

rG=0

平衡狀態(tài)Q<Kθ

rG<0

平衡正向移動Q>Kθ

rG>0

平衡逆向移動改變濃度和壓力,不改變反應(yīng)的Kθ,而是Q發(fā)生改變,使Q≠Kθ

,平衡發(fā)生移動。改變溫度,Kθ發(fā)生改變,Q≠Kθ

,平衡發(fā)生移動。

化學(xué)平衡的移動例3-5(p.49):在298K,100L的密閉容器中沖入NO2,N2O,O2各0.10mol,試判斷下列反應(yīng)的方向。

2N2O(g)+3O2(g)4NO2(g)已知該反應(yīng)在298K時Kθ=1.6解:

化學(xué)平衡的移動Q>Kθ

rG>0

反應(yīng)逆向進(jìn)行

化學(xué)平衡的移動1.濃度的影響

增大反應(yīng)濃度或減少生成物濃度時平衡將沿正反應(yīng)方向移動;減小反應(yīng)物濃度或增加生成物濃度時平衡則沿逆反應(yīng)方向移動。例如BiCl3水解生成不溶性的BiOCl和鹽酸的反應(yīng):BiCl3(aq)+

H2O(l)BiOCl(s)+

2HCl(aq)

加水加鹽酸3.2.2化學(xué)平衡移動程度的計算

化學(xué)平衡的移動例3-6(p.49):已知反應(yīng)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),在523K時,Kθ=27。求(1)0.70molPCl5注入2.0L的密閉容器中,平衡時PCl5分解百分率為多少?(2)若在上述容器中再注入0.20molCl2

,PCl5分解百分率又為多少?解:(1)設(shè)平衡時PCl3為xmolPCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)neq/mol0.70-x

x

x

化學(xué)平衡的移動

化學(xué)平衡的移動(2)設(shè)平衡時PCl3為ymolPCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)neq/mol0.70-y

y0.20+y

化學(xué)平衡的移動例3-7:反應(yīng)Fe2+(aq)+Ag+(aq)Fe3+(aq)+Ag(s)25℃時,的=3.2。當(dāng)c(Ag+)=1.00×10-2mol·L-1,c(Fe2+)=0.100mol·L-1,

c(Fe3+)=1.00×10-3mol·L-1時反應(yīng)向哪一方向進(jìn)行?解:計算反應(yīng)商,判斷反應(yīng)方向,反應(yīng)正向進(jìn)行

化學(xué)平衡的移動2.壓力的影響

壓力變化對平衡的影響實質(zhì)是通過濃度的變化起作用。改變壓力對無氣相參與的系統(tǒng)影響甚微。如果壓縮體積使平衡系統(tǒng)的總壓力增至原來的2倍,則3H2(g)+

N2(g)2NH3(g)即,導(dǎo)致反應(yīng)向生成氨的方向移動。

化學(xué)平衡的移動例3-8:若給已達(dá)到平衡的反應(yīng)中引入惰性氣體,則平衡如何移動?答:★

對恒溫恒容下已達(dá)到平衡的反應(yīng),引入惰性氣體,反應(yīng)物和生成物pB不變,平衡不移動;★

對恒溫恒壓下已達(dá)到平衡的反應(yīng),引入惰性氣體,總壓不變,體積增大,反應(yīng)物和生成物分壓減小,如果,平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動。

化學(xué)平衡的移動

溫度對化學(xué)平衡的影響與濃度、壓力不同,溫度改變,平衡常數(shù)改變。推導(dǎo):

rG

=-RTlnK

;

rG

=

rH

-T

rS

設(shè)在溫度為T1時K1θ;溫度為T2時K2θ經(jīng)推導(dǎo)得:3.溫度的影響

化學(xué)平衡的移動ΔrHmθ<0

放熱反應(yīng)溫度升高K

減小Q>K

平衡左移溫度降低K

增大Q<

K

平衡右移ΔrHmθ

0

吸熱反應(yīng)溫度升高K

增大Q<

K

平衡右移溫度降低K

減小Q>K

平衡左移

化學(xué)平衡的移動例3-9(p.50):試計算反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)在800K時的K

。解:

CO2(g)H2(g)CH4(g)H2O(g)

fHm

(kJ·mol-1)-393.50-74.8-241.8Sm

(J·K-1·mol-1)213.6130186.2188.7

fGm

(kJ·mol-1)-394.40-50.8-228.6

rHm

=(-74.8)+2×(-241.8)-(-393.5)=-164.9kJ·mol-1

rGm

=(-50.8)+2×(-228.6)-(-394.4)=-

113.6kJ·mol-1

化學(xué)平衡的移動

化學(xué)平衡的移動方法二

rSm

=[186.2+2×188.7]-[213.6+4×130]=-170J·K-1·mol-1

rG

800=

rH

-T

rS

=-164.9-

800×(-170)×10-3

=-

27.3kJ·mol-1

化學(xué)平衡的移動3.3化學(xué)反應(yīng)速率及其表示法

宏觀:熱力學(xué)、動力學(xué)熱力學(xué):過程的能量交換(

H)、過程的方向(

G)、過程的限度(K)---可能性。

動力學(xué):反應(yīng)速率(快慢)---現(xiàn)實性。

化學(xué)反應(yīng)速率例:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H

=-92.22kJ.mol-1(放熱)△G

=-33.0kJ.mol-1△G

=-RTlnK

K

=6.1

105但實際上,常溫,常壓,觀察不到反應(yīng)。

化學(xué)反應(yīng)速率熱力學(xué)不涉及時間,當(dāng)然不涉及反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化速率。反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化速率是化學(xué)動力學(xué)研究的核心問題。反應(yīng)速度因不同的反應(yīng)而異:

火藥爆炸——瞬間中和反應(yīng)——幾秒高溫固相合成無機或有機材料——小時橡膠老化——年石油,煤的形成——幾百萬年

化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)速率:指化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢。轉(zhuǎn)化速率:反應(yīng)進(jìn)度隨時間的變化率。

對于等容反應(yīng),由于反應(yīng)過程中體積始終不變,可以用單位體積內(nèi)的轉(zhuǎn)化率來表示反應(yīng)的快慢,稱之為反應(yīng)速率,即:ν為化學(xué)計量數(shù),反應(yīng)物ν為負(fù),生成物ν為正;

c:為物質(zhì)濃度的變化,單位為mol·L-1;

t:為時間的變化,單位可以為s、min、h等。

化學(xué)反應(yīng)速率平均速率和瞬間速率:例:表示一段時間內(nèi)物質(zhì)濃度是變化速率,是平均速率。時,即

t無限小時,所得的平均速率即為瞬時速率。

化學(xué)反應(yīng)速率瞬時速率:平均速率:單位:對于氣相反應(yīng),也可用氣體的分壓代替濃度。如反應(yīng):N2O5(g)→N2O4(g)+1/2O2(g)

化學(xué)反應(yīng)速率瞬時速率只能用作圖的方法得到。例3-10(p.52):N2O5分解反應(yīng)為:

2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)在340K測得的實驗數(shù)據(jù)如下:t/min012345c(N2O5)/(mol·L-1)1.000.700.500.350.250.17

試計算該反應(yīng)在2min之內(nèi)的平均速率和1min時的瞬時速率。

化學(xué)反應(yīng)速率

解:以c(N2O5)為縱坐標(biāo),以t為橫坐標(biāo),可得到濃度隨時間變化的曲線。1.00.80.60.40.20012345t/minc(N2O5)/(mol·L-1)

化學(xué)反應(yīng)速率2min之內(nèi)的平均速率為:在曲線上任一點作切線,其斜率即為dC/dt。1min時:1min時的瞬時速率為:

化學(xué)反應(yīng)速率3.4濃度對反應(yīng)速率的影響

不同反應(yīng)的反應(yīng)速率不同(取決于反應(yīng)物本身的性質(zhì));同一反應(yīng)的反應(yīng)速率受濃度、壓力、溫度和催化劑的影響。

3.4.1基元反應(yīng)與非基元反應(yīng)非基元反應(yīng)的每一步均為基元反應(yīng),所以非基元反應(yīng)可以看成是由幾個基元反應(yīng)組成的。

基元反應(yīng)—即一步完成的反應(yīng)非基元反應(yīng)—分若干個步驟進(jìn)行的反應(yīng),又稱“復(fù)雜反應(yīng)”或“復(fù)合反應(yīng)”。

濃度對反應(yīng)速率的影響3.4.1基元反應(yīng)與非基元反應(yīng)NO2+CO==NO+CO2可一步完成,為基元反應(yīng)。2NO+2H2==N2+2H2O分三步進(jìn)行,為非基元反應(yīng)。

(1)2NO==N2O2

(2)N2O2+H2==N2O+H2O慢

(3)N2O+H2O==N2+H2O快

濃度對反應(yīng)速率的影響基元反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以方程式中化學(xué)計量數(shù)為乘冪的乘積成正比。3.4.2質(zhì)量作用定律基元反應(yīng):aA+bB→dD+eE速率方程式中:cA、cB為A、B的濃度,單位為mol·L-1基元反應(yīng)速率方程可由方程式直接寫出

例如:基元反應(yīng)CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)

V正=k正c(CO)c(NO2)

V逆=k逆c(CO2)c(NO)

濃度對反應(yīng)速率的影響3.4.3非基元反應(yīng)速率方程的確定

非基元反應(yīng)的速率方程由實驗確定,有多種方法,比較簡單的方法是改變物質(zhì)數(shù)量比法。例如:aA+bB=dD+eE設(shè)速率方程為:v=kCAx·CBy實驗時,先保持A的濃度不變,改變B的濃度測定反應(yīng)速率,可確定y,同樣可確定x。

濃度對反應(yīng)速率的影響例3-11(p.54):在堿性溶液中,次磷酸根離子分解為亞磷酸根離子和氫氣,反應(yīng)式為:

H2pO2-(aq)+OH-(aq)=HPO32-(aq)+H2(g)在一定溫度下,實驗測得下列數(shù)據(jù):實驗編號C(H2PO2-)/mol·L-1C(OH-)/mol·L-1v/mol·L-1·S-110.100.105.30×10-920.500.102.67×10-830.500.404.25×10-7試求:(1)反應(yīng)級數(shù)和速率方程;(2)速率常數(shù)k(3)當(dāng)C(H2PO2-)=C(OH-)=0.2mol·L-1時的反應(yīng)速率。

濃度對反應(yīng)速率的影響解:(1)設(shè)反應(yīng)速率方程為:

v=kCx(H2PO2-)·Cy(OH-)將三組數(shù)據(jù)代入:(1)5.30×10-9=k(0.10)x(0.10)y(2)2.67×10-8=k(0.50)x(0.10)y(3)4.25×10-7=k(0.50)x(0.40)y

濃度對反應(yīng)速率的影響反應(yīng)速率方程為:v=kC(H2PO2-)·C2(OH-)三級反應(yīng)(2)任取一組數(shù)據(jù)代入,可求得k,現(xiàn)取第一組:

5.39×10-9=k(0.10)·(0.10)2k=5.3×10-6L2·mol-2·S-1

k是有量綱的,取決于反應(yīng)級數(shù)。(3)v=kC(H2PO2-)·C2(OH-)=5.3×10-6

×(0.2)×(0.2)2=4.2×10-8mol·L-1·s-1

濃度對反應(yīng)速率的影響(1)質(zhì)量作用定律不能直接應(yīng)用于非基元反應(yīng),但能應(yīng)用于構(gòu)成該非基元反應(yīng)的每一個具體步驟(基元反應(yīng))。(2)速率方程式必須以實驗為依據(jù)確定;反應(yīng)是否基元反應(yīng),也必須以實驗為依據(jù)確定。幾點說明:(3)反應(yīng)級數(shù):濃度項的指數(shù)a或b,分別稱為反應(yīng)對A或B的級數(shù),指數(shù)之和(a+b)稱為該反應(yīng)的級數(shù)。

(a+b)=1:一級反應(yīng);(a+b)=2:二級反應(yīng)

濃度對反應(yīng)速率的影響(4)反應(yīng)速率常數(shù)k

:同一反應(yīng)的k值隨溫度、溶劑和催化劑等而變。k有單位,其單位取決于反應(yīng)級數(shù)。(5)有固體和純液體參加反應(yīng),不列入反應(yīng)速率方程中:

C(s)+O2(g)→CO2(g)v=kC(O2)(6)反應(yīng)物中有氣體,可用分壓代替濃度。上述反應(yīng)速率方程也可寫為:v=k'p(O2)

濃度對反應(yīng)速率的影響練習(xí)1.質(zhì)量作用定律適用于()A任意反應(yīng)B基元反應(yīng)C復(fù)雜反應(yīng)D吸熱反應(yīng)2.某反應(yīng)的速率常數(shù)1.48×10-2dm-3·mol-1·s-1,則該反應(yīng)級數(shù)為()A0級B一級C二級D三級

濃度對反應(yīng)速率的影響3.反應(yīng)A(g)+2B(g)=2D(g),速率方程為v=kc(A)c2(B),若使密閉反應(yīng)容器體積增大一倍,則反應(yīng)速率為原來的()A8倍B6倍C1/8倍D1/6倍4.反應(yīng)A2+2B=2D的速率方程為:v=kC(A2)C2(B),則該反應(yīng)()A一定為基元反應(yīng)B一定是非基元反應(yīng)C不能確定是否是基元反應(yīng)D為二級反應(yīng)

濃度對反應(yīng)速率的影響3.5反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系一級反應(yīng)半衰期:反應(yīng)物消耗一般所需要的時間一級反應(yīng)特性:半衰期與反應(yīng)物初始濃度無關(guān)。反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系二級反應(yīng):控制起始濃度cA=cB

反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系零級反應(yīng):反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系例3-12(P59):例3-13(習(xí)題19):反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系3.6溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響R.T.幾乎看不到反應(yīng).

T=10K,v提高2-4倍。點燃,爆炸:T,k

,v

根據(jù)實驗,人們發(fā)現(xiàn),溫度升高反應(yīng)速率增大。溫度對反應(yīng)速率的影響是影響反應(yīng)速率常數(shù)k

溫度對反應(yīng)速率的影響A

:指前因子;Ea:反應(yīng)的活化能

阿累尼烏斯提出了速率常數(shù)與溫度之間的關(guān)系式,即阿累尼烏斯公式:

溫度對反應(yīng)速率的影響對取自然對數(shù),得:換底為常用對數(shù):

直線斜率當(dāng)溫度變化不大時,A和Ea可看成為常數(shù),則lg(k/[k])~1/T成直線關(guān)系,由直線的斜率可求Ea、由截距可求得A。

溫度對反應(yīng)速率的影響例3-12(p.60):實驗測得反應(yīng)

CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)在不同溫度下的速率常數(shù),求此反應(yīng)的活化能。解:作lnk~1/T圖,為一直線

642

lnk0-2-41/T×103

1.01.21.41.6

溫度對反應(yīng)速率的影響直線的斜率為:

溫度對反應(yīng)速率的影響反應(yīng)的活化能可利用阿侖尼烏斯公式直接計算得到:若已知T1時的k1;T2時的k2

溫度對反應(yīng)速率的影響例3-13(p.61):用例3-12的數(shù)據(jù),運用阿侖尼烏斯公式求算活化能。解:

溫度對反應(yīng)速率的影響同理:(2)T1=700K,T2=750K可求得:

Ea=133kJ·mol-1(3)T1=800K,T2=850K可求得:

Ea=132kJ·mol-1

溫度對反應(yīng)速率的影響3.7反應(yīng)速率理論簡介碰撞理論(主要適用于氣體雙分子反應(yīng))過渡狀態(tài)理論。

反應(yīng)速率理論簡介1918年Lewis以氣體分子運動論為基礎(chǔ)提出。發(fā)生有效碰撞的兩個基本前提:●碰撞粒子的動能必須足夠大●對有些物種而言,碰撞的幾何方位要適當(dāng)一、碰撞理論碰撞理論認(rèn)為,化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的前提是反應(yīng)物分子必須相互碰撞。但只有少數(shù)碰撞能引起反應(yīng),這種碰撞稱為有效碰撞。反應(yīng)速率理論簡介0EN/(NE)氣體分子能量分布曲線EaEmEm*E0陰影部分的含義:活化分子的數(shù)目。橫坐標(biāo):E代表能量縱坐標(biāo):代表單位能量間隔內(nèi)分子的百分?jǐn)?shù)。Em:反應(yīng)物分子平均能量E0:分子達(dá)到有效碰撞的最低能量(活化分子)Em*:活化分子平均能量反應(yīng)速率理論簡介活化分子:具有較高能量,能夠發(fā)生有效碰撞,引起化學(xué)反應(yīng)的分子?;罨埽夯罨肿拥钠骄芰颗c反應(yīng)物分子平均能量之差

Ea=Em*-Em

反應(yīng)的活化能越大,活化分子百分?jǐn)?shù)越小,反應(yīng)速率越小。反之,活化能越小,反應(yīng)速率越大?;罨芘c活化分子反應(yīng)速率理論簡介反應(yīng)速率由碰撞頻率,有效碰撞占總碰撞次數(shù)的分?jǐn)?shù)和碰撞的方位3個因素決定。反應(yīng)速率理論簡介二、過渡狀態(tài)理論(活化配合物理論)

具有足夠動能的分子以適當(dāng)?shù)娜∠虬l(fā)生有效碰撞時,動能轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿娱g相互作用的勢能,舊的化學(xué)鍵被削弱,新的化學(xué)鍵逐步形成,形成過渡狀態(tài)構(gòu)型。反應(yīng)速率理論簡介勢能反應(yīng)過程Ea(正)Ea(逆)HE1E2E*(過渡態(tài))反映過程勢能變化示意圖

正反應(yīng)的活化能:Ea(正)=E*-E1

逆反應(yīng)的活化能:Ea(逆)=E*-E2ΔH≈

Ea(正)-

Ea(逆)反應(yīng)速率理論簡介反應(yīng)速率由碰撞頻率(Z),有效碰撞占總碰撞次數(shù)的分?jǐn)?shù)(能量因子f)和碰撞的方位因子(P)3個因素決定。

v=Z

f

PA+BC碰撞頻率與反應(yīng)物濃度成正比對于基元反應(yīng)一定溫度下,f和p為常數(shù)令則質(zhì)量作用定律反應(yīng)速率理論簡介溫度對反應(yīng)速率的影響溫度升高,活化分子數(shù)目增多,有效碰撞次數(shù)增加。溫度升高,分子運動速度加快,碰撞頻率增加。溫度升高,Z與f都增加,反應(yīng)速率增加較大。0EN/(NE)EmEm*E0T1T2>T1T2

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