化學(xué)反應(yīng)的一般原理課件

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化學(xué)反應(yīng)的一般原理

TheGeneralPrincipleofChemicalReaction2前言化學(xué)反應(yīng)中常涉及到的兩個(gè)問(wèn)題:化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、程度以及反應(yīng)過(guò)程中的能量變化關(guān)系化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢即化學(xué)反應(yīng)的速率問(wèn)題可能性現(xiàn)實(shí)性化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)3化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)初步化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)平衡42.1

基本概念和術(shù)語(yǔ)1.化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度2.系統(tǒng)和環(huán)境3.狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)4.過(guò)程與途徑5.熱和功6.熱力學(xué)能7.熱力學(xué)第一定律5

注意：反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為負(fù)值生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為正值1.化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式

對(duì)任一已配平的化學(xué)反應(yīng)方程式有：2.2.1

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度物質(zhì)B的化學(xué)計(jì)量數(shù)，量綱為一6如反應(yīng)：其化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為：72.

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度

[ksai]表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度的物理量，單位mol。8a.無(wú)論以反應(yīng)物或生成物表示反應(yīng)進(jìn)度，其值均相同。如9b.反應(yīng)進(jìn)度的物理意義表明：每消耗掉amol物質(zhì)A的同時(shí)，也消耗掉bmol

的物質(zhì)B，并生成gmol的物質(zhì)G和dmol物質(zhì)D10c.反應(yīng)進(jìn)度與化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式的寫(xiě)法有關(guān)如11系統(tǒng)：熱力學(xué)中所研究的對(duì)象環(huán)境：系統(tǒng)以外與系統(tǒng)密切相關(guān)的其它物質(zhì)和空間有物質(zhì)和能量交換根據(jù)環(huán)境與系統(tǒng)間有無(wú)能量與物質(zhì)的交換分類(lèi)敞開(kāi)系統(tǒng)有能量但無(wú)物質(zhì)交換無(wú)能量也無(wú)物質(zhì)交換封閉系統(tǒng)隔離系統(tǒng)2.1.2

系統(tǒng)和環(huán)境12狀態(tài)：由一系列表征系統(tǒng)性質(zhì)的宏觀(guān)物理量（如壓力、溫度、密度、體積等）所確定下來(lái)的系統(tǒng)的存在形式。PVnT均為狀態(tài)函數(shù)

狀態(tài)函數(shù)：藉以確定系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀(guān)物理量。2.1.3

狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)

13狀態(tài)函數(shù)具有以下性質(zhì)：Q和W不是狀態(tài)函數(shù)!(1)

狀態(tài)一定，狀態(tài)函數(shù)一定，狀態(tài)變則狀態(tài)函數(shù)隨之改變。(2)狀態(tài)函數(shù)變化只與系統(tǒng)的終始態(tài)有關(guān)，而與變化的具體途徑無(wú)關(guān)。14三種過(guò)程：恒溫過(guò)程、恒容過(guò)程和恒壓過(guò)程恒溫過(guò)程恒容過(guò)程恒壓過(guò)程2.1.4

過(guò)程與途徑

15

系統(tǒng)從始態(tài)到終態(tài)的變化過(guò)程可以采取不同的方式，每一種方式就稱(chēng)為一種途徑。狀態(tài)函數(shù)的變化只取決于終始態(tài)而與途徑無(wú)關(guān)16

熱和功是系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)與環(huán)境之間的兩種能量交換形式，J或kJ。

系統(tǒng)環(huán)境QW封閉體系2.1.5熱和功17熱：系統(tǒng)與環(huán)境之間因存在溫度差異而發(fā)生的能量交換形式叫作熱，用Q來(lái)表示。功：除熱以外的其他各種能量交換形式叫功，用W

來(lái)表示。18熱力學(xué)中對(duì)W和Q的符號(hào)的規(guī)定如下：(1)系統(tǒng)向環(huán)境吸熱，Q取正值（Q>0，系統(tǒng)能量升高）；系統(tǒng)向環(huán)境放熱，Q取負(fù)值（Q<0，系統(tǒng)能量下降）(2)環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功，功取正值（W>0，系統(tǒng)能量升高）；系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功，功取負(fù)值（W<0，系統(tǒng)能量降低）19熱力學(xué)能：即內(nèi)能，系統(tǒng)內(nèi)部各種形式能量的總和，包括系統(tǒng)中分子的平動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)能、振動(dòng)能、電子運(yùn)動(dòng)和原子核內(nèi)的能量以及系統(tǒng)內(nèi)部分子與分子間的相互作用的位能等。用符號(hào)U表示，單位J或kJ

，在實(shí)際化學(xué)過(guò)程中，U的絕對(duì)值不可能得到!

2.1.6

熱力學(xué)能與熱力學(xué)第一定律20

在隔離系統(tǒng)中，能的形式可以相互轉(zhuǎn)化，但不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)自行消失。若把隔離系統(tǒng)分成系統(tǒng)與環(huán)境兩部分，系統(tǒng)熱力學(xué)能的改變值

U等于系統(tǒng)與環(huán)境之間的能量傳遞。熱力學(xué)第一定律：21解22

化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中總是伴有熱量的吸收和放出，熱化學(xué)就是把熱力學(xué)理論與方法應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)中，計(jì)算與研究化學(xué)反應(yīng)的熱量及變化規(guī)律的學(xué)科。2.2

熱化學(xué)23化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)產(chǎn)生的原因：

對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，可將反應(yīng)物看成體系的始態(tài)，生成物看成體系的終態(tài)，由于各種物質(zhì)熱力學(xué)能不同，當(dāng)反應(yīng)發(fā)生后，生成物的總熱力學(xué)能與反應(yīng)物的總熱力學(xué)能就不相等，這種熱力學(xué)能變化在反應(yīng)過(guò)程中就以熱和功的形式表現(xiàn)出來(lái)。

2.2.1

化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)24

在等溫條件下，若系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是恒容且不做非體積功的過(guò)程，則該過(guò)程中與環(huán)境之間交換的熱就是恒容反應(yīng)熱，以符號(hào)“QV”來(lái)表示。彈式量熱器1.

恒容反應(yīng)熱25

恒溫恒容過(guò)程中系統(tǒng)的熱量變化全部用來(lái)改變系統(tǒng)的熱力學(xué)內(nèi)能！26

在等溫條件下，若系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是恒壓且只做體積功不做非體積功的過(guò)程，則該過(guò)程中與環(huán)境之間交換的熱就是恒壓反應(yīng)熱，其量符號(hào)為Qp2.恒壓反應(yīng)熱27H---焓，具有能量的量綱，無(wú)物理意義，狀態(tài)函數(shù)，絕對(duì)值無(wú)法確定。28

恒壓只做體積功的過(guò)程中，系統(tǒng)吸收的熱量全部用于增加系統(tǒng)的焓。29a.當(dāng)反應(yīng)物和生成物都為固態(tài)和液態(tài)時(shí)，反應(yīng)的值很小，可忽略不計(jì),。b.對(duì)有氣體參加或生成的化學(xué)反應(yīng)，

值較大，不可忽略。30

即使在有氣體參加的反應(yīng)中，p

V(即

n(g)RT)與

H相比也只是一個(gè)較小的值。因此，在一般情況下，可認(rèn)為：

H在數(shù)值上近似等于

U，在缺少

U的數(shù)據(jù)的情況下可用

H的數(shù)值近似。31解321840

俄國(guó)化學(xué)家蓋斯

在不做其它功并處于恒容或恒壓的情況下，任一化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成的，還是分幾步完成的，其化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)總是相同的，即化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)只與始、終狀態(tài)有關(guān)而與具體途徑無(wú)關(guān)。

根據(jù)蓋斯定律，可以間接地求算一些不易直接準(zhǔn)確測(cè)定或不能直接測(cè)定的反應(yīng)熱。2.2.2

蓋斯定律33當(dāng)反應(yīng)度進(jìn)為1mol時(shí)的熱效應(yīng)反應(yīng)進(jìn)度為1molreaction2.2.3標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變

1.摩爾反應(yīng)焓變35標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài):指在溫度T及標(biāo)準(zhǔn)壓力p

(100kPa)下的狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，用“

”表示。熱力學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：a.

純理想氣體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是該氣體處于標(biāo)準(zhǔn)壓力

p

下的狀態(tài)，混合理想氣體中任一組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是該氣體組分的分壓為p

時(shí)的狀態(tài)。2.物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)36b.

純液體（或純固體）物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)就是標(biāo)準(zhǔn)壓力p

下的純液體（或純固體）。

必須注意：在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的規(guī)定中只規(guī)定了壓力p

，并沒(méi)有規(guī)定溫度！

37

化學(xué)反應(yīng)中，任何物質(zhì)均處于溫度T時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，該反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓變稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變，以

表示，T為熱力學(xué)溫度。3.

標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變38書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式注意點(diǎn)：熱化學(xué)反應(yīng)方程式：表明化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)反應(yīng)方程a.

同一反應(yīng)，不同的化學(xué)計(jì)量方程式，其反應(yīng)熱的數(shù)值不同；

4.熱化學(xué)反應(yīng)方程式39b.

應(yīng)注明參與反應(yīng)的諸物質(zhì)的聚集狀態(tài)，以g、l、s

表示氣、液、固態(tài)，聚集狀態(tài)不同化學(xué)熱效應(yīng)不同。c.

應(yīng)注明反應(yīng)溫度，如果在298.15K，通?？梢允÷圆粚?xiě)。40

在溫度Ｔ及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol物質(zhì)Ｂ的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變即為物質(zhì)Ｂ在Ｔ溫度下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，用，。穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓為零:

碳（石墨），硫（斜方硫），磷（紅磷）2.2.4

標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓41答(b)(c)42答(b)43

在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下1mol物質(zhì)完全燃燒（或完全氧化）生成標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的產(chǎn)物的反應(yīng)熱效應(yīng)為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓，，。完全燃燒：2.2.5

標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓44溫度T、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)反應(yīng)物溫度T、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)生成物溫度T、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下參加反應(yīng)的有關(guān)穩(wěn)定單質(zhì)2.2.6

標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變的計(jì)算

1.由生成焓求反應(yīng)熱4546溫度T、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)反應(yīng)物溫度T、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)生成物溫度T、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下反應(yīng)中完全燃燒產(chǎn)物2.由燃燒焓求反應(yīng)熱4748解49解5051化學(xué)反應(yīng)的方向朝著能量降低的方向自發(fā)不自發(fā)自發(fā)2.3

化學(xué)反應(yīng)的方向52

表示體系混亂度的大小的物理量，混亂度越大，熵值越大，反之混亂度越小則熵值越小。用“S”來(lái)表示，。2.3.1

熵S

1.熵的概念

53

在0K時(shí),系統(tǒng)內(nèi)的一切熱運(yùn)動(dòng)全部停止,純物質(zhì)完美晶體的微觀(guān)粒子排列是整齊有序的,微觀(guān)狀態(tài)數(shù)為1,此時(shí)系統(tǒng)的熵值“*”代表完美晶體2.熱力學(xué)第三定律54

熵是狀態(tài)函數(shù)，對(duì)任一反應(yīng)其標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵變?yōu)?.標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵變解55熱力學(xué)中定義：

1878美國(guó)吉布斯對(duì)于一個(gè)恒溫恒壓下、非體積功等于零的自發(fā)過(guò)程，該過(guò)程的焓、熵和溫度三者的關(guān)系為：2.3.2化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)

5657化學(xué)反應(yīng)自發(fā)與混亂度和能量的關(guān)系：5859反應(yīng)的自發(fā)性反應(yīng)實(shí)例－＋任意—自發(fā)＋—任意＋不自發(fā)＋＋低溫＋低溫不自發(fā)高溫—高溫自發(fā)——低溫—低溫自發(fā)高溫＋高溫不自發(fā)溫度對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的影響602.3.3標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布

斯函數(shù)變

溫度T及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由穩(wěn)定單質(zhì)(參考單質(zhì))生成1mol物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯自由能變

，稱(chēng)為該物質(zhì)B在溫度T的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能

，

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所有穩(wěn)定單質(zhì)的。

(298.15K)的數(shù)值見(jiàn)附錄三(P467)61對(duì)于任一化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)的的計(jì)算方法：(1)當(dāng)T=298.15K時(shí)(2)當(dāng)T=TK時(shí)62T=298.15K解6364隨著T升高，可減少65解66672.4

化學(xué)平衡及其移動(dòng)

2.4.1可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡

1.可逆反應(yīng)（reversiblereaction)

在同一條件下能同時(shí)可向正逆兩個(gè)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為可逆反應(yīng)，并把從左向右進(jìn)行的反應(yīng)稱(chēng)作正反應(yīng)；從右向左進(jìn)行的反應(yīng)則稱(chēng)作逆反應(yīng)。68

原則上所有的化學(xué)反應(yīng)都具有可逆性，只是可逆程度不同，用表示可逆反應(yīng)。692.化學(xué)平衡（chemicalequilibrium)

例：在四個(gè)密閉容器中分別加入不同數(shù)量的，發(fā)生如下反應(yīng)：

在恒溫恒壓且非體積功為零時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，系統(tǒng)的不斷變化，直至最終系統(tǒng)的G值不再改變，此時(shí),反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡。70編號(hào)起始分壓/kPa平衡分壓/kPa166.0043.70026.574.29378.8254.47262.1462.63013.1113.6098.1053.9830026.122.7922.79220.5554.1740027.042.8782.87821.2754.6271(3)在一定溫度下化學(xué)平衡一旦建立，平衡常數(shù)則一定?；瘜W(xué)平衡具有以下特征：(1)

化學(xué)平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡；(2)

條件發(fā)生了變化，原有的平衡將被破壞，代之以新的平衡。722.4.2平衡常數(shù)

1.實(shí)驗(yàn)(經(jīng)驗(yàn))平衡常數(shù)(equibibriumconstant)

在一定溫度下，對(duì)任何可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，以化學(xué)反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)為冪指數(shù)的反應(yīng)方程式中各物種的濃度（或分壓）的乘積為一常數(shù),叫實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)（或經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)）,以表示，單位不能確定，它的大小表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度。73對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：平衡時(shí)若為氣體74有關(guān)平衡常數(shù)的幾點(diǎn)說(shuō)明：(1)

氣體反應(yīng)(2)

溶液反應(yīng)(3)

復(fù)相反應(yīng)（固體和純液體不寫(xiě)入式中）75(4)

平衡常數(shù)表達(dá)式和數(shù)值與反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)76

平衡常數(shù)表達(dá)式中，有關(guān)組分的濃度(或分壓)用相對(duì)濃度(或相對(duì)分壓)來(lái)表示，即或，(其中)，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是量綱為一的量，無(wú)單位，“

”它的大小反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度。2.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K

77781.

表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)方式不同；2.單位不同；3.它們的大小均反應(yīng)一定溫度下的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度；４.掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的求算方法79解8081起始時(shí)物質(zhì)的量/mol1.01.00起始時(shí)物質(zhì)的量/mol0.12解82利用公式,求得平衡時(shí)各物質(zhì)的分壓，代入標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式：83

一個(gè)給定化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式的平衡常數(shù)，無(wú)論反應(yīng)分幾步完成，其平衡常數(shù)表達(dá)式完全相同，也就是說(shuō)當(dāng)某總反應(yīng)為若干個(gè)分步反應(yīng)之和（或之差）時(shí)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)為這若干個(gè)分步反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積（或商）。3.多重平衡規(guī)則84解8586解87在化工生產(chǎn)中常用轉(zhuǎn)化率來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度4.化學(xué)反應(yīng)的程度88起始時(shí)物質(zhì)的量/mol10平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol起始時(shí)總物質(zhì)的量/mol平衡分壓/kPa解8990起始時(shí)物質(zhì)的量/mol2.03.000起始時(shí)物質(zhì)的量/mol2.0－x3.0－xxx解9192

在恒溫恒壓、不做非體積功條件下的化學(xué)反應(yīng)方向判據(jù)：2.4.4平衡常數(shù)與摩爾吉布斯函數(shù)變

1.平衡常數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能

9394(1)

此式把動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)聯(lián)系起來(lái)，只要知道了某溫度下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變，就可以求出反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。(2)

值愈小，則值愈大，反應(yīng)進(jìn)行的愈完全。95130.6213.8－228.57解96972.化學(xué)反應(yīng)等溫方程式

98非標(biāo)態(tài)下，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)：99解100解1011022.4.4影響化學(xué)平衡的因素——平衡移動(dòng)原理

1.濃度（或氣體分壓）對(duì)化學(xué)平衡的影響

103b.對(duì)于一已達(dá)化學(xué)平衡的反應(yīng)體系，，降低反應(yīng)物濃度（或分壓）或增加生成物濃度（或分壓）則，反應(yīng)逆向進(jìn)行，直到a.對(duì)于一已達(dá)化學(xué)平衡的反應(yīng)體系，，增加反應(yīng)物濃度（或分壓）或降低生成物濃度（或分壓）則，反應(yīng)正向進(jìn)行，直到104如果新的總壓，則

2.壓力（總壓）對(duì)化學(xué)平衡的影響105

結(jié)論：壓力只對(duì)反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和的反應(yīng)有影響，增加壓力，平衡向氣體分子數(shù)較少的方向移動(dòng)；降低壓力，平衡向氣體分子數(shù)較多的方向移動(dòng)，對(duì)的反應(yīng)沒(méi)有影響。

增加壓力，平衡向左移動(dòng)，降低壓力，平衡向右移動(dòng)。106起始時(shí)物質(zhì)的量/mol10平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol起始時(shí)總物質(zhì)的量/mol平衡分壓/kPa解107108解109

濃度、壓力改變并不改變平衡常數(shù)，而溫度對(duì)平衡的影響是通過(guò)對(duì)平衡常數(shù)的改變而達(dá)到的。3.溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響110111112解1131907年，勒夏特列任何一個(gè)處于化學(xué)平衡的系統(tǒng)，當(dāng)某一確定系統(tǒng)平衡的因素（如濃度、壓力、溫度等）發(fā)生改變時(shí)，系統(tǒng)的平衡將發(fā)生移動(dòng)。平衡移動(dòng)的方向總是向著減弱外界因素的改變對(duì)系統(tǒng)影響的方向。

4.勒夏特列原理114115

炸藥爆炸、照相膠片的感光、酸堿中和反應(yīng)快塑料和橡膠的老化、煤和石油的形成慢反應(yīng)速率：反應(yīng)進(jìn)度隨時(shí)間的變化率2.5化學(xué)反應(yīng)速率

2.5.1

化學(xué)反應(yīng)速率的概念116若體積不變對(duì)于任一化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)瞬時(shí)速率平均速率117a.反應(yīng)速率的單位為b.對(duì)于一個(gè)給定的化學(xué)反應(yīng)方程式，無(wú)論以哪個(gè)物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率，其值均相同。118反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)119

a.反應(yīng)歷程：反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏木唧w途徑、步驟B是隋性物質(zhì)，只起傳遞能量的作用2.5.2化學(xué)反應(yīng)速率方程式

1.反應(yīng)歷程與基元反應(yīng)

120b.基元反應(yīng)：反應(yīng)物分子(或離子、原子及自由基等)

直接碰撞發(fā)生作用而生成產(chǎn)物的反應(yīng)121研究證明：只有少數(shù)化學(xué)反應(yīng)是由反應(yīng)物一步直接轉(zhuǎn)化為生成物的基元反應(yīng)！122c.

基元反應(yīng)根據(jù)參加反應(yīng)的分子個(gè)數(shù)分為：?jiǎn)畏肿臃磻?yīng)、雙分子反應(yīng)以及三分子反應(yīng)（很少）。123質(zhì)量作用定律：

在一定溫度下，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(jì)量數(shù)的絕對(duì)值為乘冪的乘積成正比。

在一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度冪的乘積成正比，濃度的冪次為基元反應(yīng)方程式中相應(yīng)組分的化學(xué)計(jì)量數(shù)的負(fù)值。or

2.

基元反應(yīng)的速率方程式

124125A的級(jí)數(shù)B的級(jí)數(shù)a.對(duì)于基元反應(yīng)，其速率方程式是根據(jù)質(zhì)量作用定律寫(xiě)出，因此其反應(yīng)級(jí)數(shù)與其化學(xué)方程式的系數(shù)一致。

3.反應(yīng)級(jí)數(shù)

126127b.對(duì)于非基元反應(yīng)，其速率方程式不可由質(zhì)量作用定律得出，而是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定得，因此其反應(yīng)級(jí)數(shù)不一定與化學(xué)方程式系數(shù)一至。其值可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)或零。128a.不同的反應(yīng)有不同的k值。反應(yīng)速率常數(shù)4.反應(yīng)速率常數(shù)

129b.

溫度一定，k值一定，溫度改變，k值也隨之改變。k值與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，等于方程式中有關(guān)濃度項(xiàng)均為單位濃度時(shí)的反應(yīng)速率。d.速率常數(shù)的單位隨反應(yīng)級(jí)數(shù)的變化而變化，可根據(jù)其單位來(lái)判斷反應(yīng)級(jí)數(shù)。130131實(shí)驗(yàn)編號(hào)

初始濃度

初始速率c(NO)c(O2)10.100.1020.100.2030.100.3040.200.1050.300.10求：(1)

上述反應(yīng)的速率方程式和反應(yīng)級(jí)數(shù)；

(2)

速率常數(shù)。132解133134a.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的首要條件--碰撞b.但并非所有的碰撞均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，否則反應(yīng)將會(huì)瞬間完成2.5.3反應(yīng)速率理論

1.碰撞理論135(1)

能量因素活化分子：那些具有足夠高的能量、能夠發(fā)生有效碰撞的分子活化能要使普通分子成為活化分子所需的最小能量,用Ea表示。即要使1mol具有平均能量的分子轉(zhuǎn)化成活化分子所需吸收的最低能量。136氣體分子的能量分布曲線(xiàn)137(2)

方位因素

合適方向不合適的方向

化學(xué)反應(yīng)的方位因素13820世紀(jì)30年代埃林等人碰撞前過(guò)渡態(tài)碰撞后

2.過(guò)渡狀態(tài)理論

139過(guò)渡態(tài)140反應(yīng)途徑能量變化示意圖141

一般而言反應(yīng)速率隨反應(yīng)物的濃度增大而增大

對(duì)于一確定的化學(xué)反應(yīng)，一定溫度下，反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分?jǐn)?shù)是一定的，因此單位體積內(nèi)的活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)分子的總數(shù)成正比，也就是與反應(yīng)物的濃度成正比。當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時(shí)，單位體積內(nèi)分子總數(shù)增加，活化分子的數(shù)目相應(yīng)也增多，單位體積、單位時(shí)間內(nèi)的分子有效碰撞的總數(shù)也就增多，因而反應(yīng)速率加快。2.5.4影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素