反应速率常数专题培训课件.ppt

反应速率常数基本要求化学动力学解决的主要问题化学动力学研究的主要内容缓控释制剂缓控释制剂第一节化学反应速率的表示方法B示例N2+3H22NH3三、用反应进度表示化学反应速率10.0molH2和5.0molN2在合成塔中混合后经过一定时间，反应生成2.0molNH3，反应式可写成如下两种形式：
(1)N2+3H2=2NH3
(2)1/2N2+3/2H2=NH3
分别按(1)和(2)两种方程式求算此反应的。解：反应在不同时刻各物质的量（mol）为：
n(N2)n(H2)n(NH3)
t=0ξ=0时5.010.00
t=tξ=ξ时4.07.0 2.0
按方程式(1)求ξ：N2+3H2=2NH3

按方程式(2)求ξ：1/2N2+3/2H2=NH3结论：
★对于同一反应方程式，的值与选择何种物质来求算无关。
★反应式写法不同，或者说化学反应的基本单元定义不同，反应进度也不同。
★反应进度可以理解为以反应式为基本单元，反应进行了多少摩尔。三、用反应进度表示化学反应速率

说明：
1．反应速率皆为正值，以反应物表示时υ取负号。
2．化学反应速率与选择何种物质表示无关，但与化学反应的计量方程式写法有关。
第二节反应机理的初步概念1.元反应(elementaryreaction)：
由反应物一步就能直接生成产物的化学反应。
简单反应：一步完成或由一个元反应组成
的反应。
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
复合（复杂）反应：分多步完成或由几个元反应组成的反应。

复杂反应反应机理(reactionmechanism)：温度一定，元反应的反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比。
表达式：元反应：aA+bB→dD+eE
v=k(c(A))a(c(B))b
k－速率常数(rateconstant)
k与反应物的浓度c无关，与反应物的本性、温度及反应途径(有无催化剂)有关;
k的意义：[反应物]=1molL-1时的反应速率;在相同条件下，k↑，v↑;
k的量纲：v=k(c(A))a(c(B))b
（molL-1）1-(a+b)时间-1
(k的单位可用于判断反应的级数）。对元反应，根据质量作用定律可直接写出速率方程式；
元反应：aA+bB→dD+eE
v=k(c(A))a(c(B))b
但对总反应，需由实验测出。3.反应级数(reactionorder)
某反应：aA+bB→dD+eE
v=k(c(A))x(c(B))y
说明：x—反应物A的级数
y—反应物B的级数
总的反应级数：n=x+y
反应级数只能由实验测得！速率方程是经验方程！反应级数与反应分子数的比较x≠aand/ory≠b，一定不是元反应；
x＝a且y＝b，不一定是元反应。第三节具有简单级数的反应及其特点一、一级反应一级反应动力学曲线：lnc~t，斜率为-kt1/2：反应物浓度由c0变为c0/2，即反应掉一半所需要的时间。
公式：当时间0→t1/2，c0→c0/2n个半衰期后反应物的剩余浓度n个半衰期后反应物的剩余浓度例：某药物的初始含量为5.0g·L-1，在室温下放置20个月之后，含量降为4.2g·L-1，药物分解10％即谓失效。若此药物分解为一级反应，问：
(1)药物的有效期为几个月?
(2)半衰期是多少?
分解10%，c=(1-10%)c0
有效期：二级反应(secondorderreaction)2.二级反应动力学特征t半衰期与反应物的初始浓度成反比。三、零级反应半衰期与反应物的初始浓度成正比。具有简单级数的反应及其特点小结：第四节化学反应速率理论简介第四节化学反应速率理论简介只有有效碰撞才能使反应物转化为产物；且在单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率就越大。

发生有效碰撞两个条件：
（1）需有足够的能量；
（2）碰撞时要有合适的方向;3.活化分子与活化能：
活化分子：具有较大的动能并能够发生有效碰撞的分子。
活化能(activationenergy)Ea
定义：活化分子具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差。
单位：kJmol-1Ea是反应的能量障碍—能垒，其它条件一定时，Ea↓,v↑
Ea与反应本性及途径有关，与c、T无关。
不同的反应，Ea不同；同一反应不同途径Ea不同。
Ea均为正值。
一般化学反应：
Ea=65~250kJmol-1
若Ea＞400kJmol-1
速率太小难以察觉
若Ea＜40kJmol-1
速率太大难以测定

要点：
两个具有足够能量的反应物分子相互碰撞，形成一个高能量的过渡状态—活化络合物活化络合物具有的能量与反应物分子平均能量之差Ea的本质：反应的能垒。
rHm=Ea-Ea’
Ea<Ea’
rHm<0(放热反应)
Ea>Ea’
rHm>0(吸热反应)第五节温度对化学反应速率的影响一、温度影响反应速率的原因