2011级无机化学原理化学动力学基础讲义要点与习题解答VIP专享VIP免费

《无机化学》讲义要点第7章化学动力学基础[教学要求]1．化学反应速率的概念及其实验测定方法。2．了解反应速率理论：碰撞理论、过渡状态理论。3．了解基元反应、复杂反应、反应级数、反应分子数的概念。4．掌握质量作用定律和化学反应的速率方程式。5．掌握浓度、温度及催化剂对反应速率的影响。6．掌握温度与反应速率关系的阿仑尼乌斯经验公式，并能用活化分子、活化能等概念；解释浓度、温度、催化剂等外界因素对反应速率的影响。[教学重点]1.反应机理的概念，有效碰撞理论，过渡状态理论，活化能、活化分子的概念及其意义。2.浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响及浓度、温度对化学反应速率影响的定量关系：质量作用定律，化学反应的温度因子，阿仑尼乌斯方程及其应用。[教学难点]1.有效碰撞理论，过渡状态理论，活化能、活化分子的概念。2.质量作用定律，阿仑尼乌斯方程。[教学时数]4学时[教学安排]第一讲：化学反应速率及其速率理论(2h)；第二讲：影响化学反应速率的因素(2h)[主要内容]1.化学反应速率的基本概念及表示方法：平均速率和瞬时速率，同一反应用不同物系表示速率时这些速率间的关系。2.反应机理（反应历程）概念：基元反应和非基元反应、反应分子数（单分子反应、双分子反应、三分子反应）。3.反应速率理论简介：有效碰撞理论的基本要点，有效碰撞的条件，有效碰撞、活化能、活化分子的概念，碰撞频率因子与化学反应临界能或阀能的关系公式，活化能、方位因子、碰撞频率因子与反应速率的关系，活化过渡状态理论的基本要点，活化络合物；实验活化能。4.浓度对化学反应速率的影响：质量作用定律、反应级数、化学反应速率方程式；温度对化学反应速率的影响：化学反应的温度系数（因子），阿仑尼乌斯方程式及其应用。5.催化剂基本概念及其基本特征，催化作用，催化剂对化学反应速率的影响机制，催化1剂寿命、催化剂中毒、催化剂毒物、助催化剂、催化剂载体；酶催化及酶催化的特点。[教学内容]§7-1反应速率的定义(Definition)化学反应有快有慢，木材的氧化，点燃则反应极快，而在潮湿空气中的氧化则很慢，的确有快慢之分。但要表征这种快慢，则要有速率的概念。化学反应的速率,通常以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。根据时间的长短，单位时间可用s、min、h、day、year等不同单位表示，它由反应的快慢而定。如此,化学反应速率的单位为:mol·dm-3·s-1、mol·dm-3·min-1或者mol·dm-3·h-1。§7-1-1平均速率（Averagerate）以乙酸乙酯的皂化反应为例：CH3COOC2H5+OH-=CH3COO-+CH3CH2OH表4-1给出了不同时间的OH-浓度的测得值。在用单位时间Δt内，用单位时间内反应物OH-浓度的减少来表示平均反应速率为：c(OH-)2-c(OH-)1?c(OH-)(OH)==-t2-t1?t-式中的负号是为保证速率为正值。再以N2O5在四氯化碳溶液中按下面反应方程式分解反应2N2O5=4NO2+O2为例加以研究：用单位时间内反应物N2O5浓度的减少来表示平均反应速率，因为N2O5是反应物,故要用其减少量,以保证速率为正值,所以有：(N2O5)=-c(N2O5)2-c(N2O5)1?c(N2O5)=-t2-t1?t也可以用NO2或O2浓度变化表示反应速率,则在t1—t2这段时里的平均速率为:r(NO2)=?c(NO2)?c(O2)r(O2)=?t?t一般来说,这些平均速率并不相等。但是在同一段时间间隔里,r(N2O5)、r(NO2)和r(O2)反映的是同一问题,其相互之间必定有内在的联系。关键是物质前面的化学计量数不一样。要掌握它们之间的数量关系。1?c(N2O5)1?c(NO2)1?c(O2)==2?t4?t1?t111或：(N2O5)=(NO2)=(O2)241-对一般反应而言，用-Δ[A]/Δt、-Δ[B]/Δt、Δ[G]/Δt和Δ[H]/Δt中任何一种表示均可。实际上采用其中较易观察或测定者，如放出气体、自身颜色的变化、使指示剂变色等物质的浓度变化，来表示该反应的速率。在一般情况下，上面各种速率不尽相同。但在等容条件下，aA+bB--→gG+hH-1?[A]a?t=-1?[B]b?t=1?[G]g?t=1?[H]h?t或：1111(A)=(B)=(G)=(H)abgh2§7-1-2瞬时速率（Instantaneousrate）在研究影响反应速率的因素时,经常要用到某一时刻的反应速率.这时,用平均速率就显得粗糙,因为这段时间里,速率在变化,影响因素也在变化。我们把某一时刻的化学反应速率称为...