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1、应用化学主讲主讲:杨丽珍杨丽珍 刘忠伟刘忠伟高校是什么高校是什么n高校是一种高校是一种经验，人生成，人生成长、成熟的、成熟的过程程n如今高校生越来越多，面如今高校生越来越多，面对的的压力越来越大，但是力越来越大，但是试问读书不是可以不是可以选择的路，那什么是的路，那什么是应当走的路当走的路呢？呢？高校是要花很多高校是要花很多钱，但是以后你会得到的更多。，但是以后你会得到的更多。虽然然说读书不是唯一的出路，但是没有比不是唯一的出路，但是没有比这更好的更好的机会。只要你努力，只要你出机会。只要你努力，只要你出类拔萃，拔萃，压力就是你力就是你的的动力，是你成功的起点。同力，是你成功的起点。同时高校是
2、你走向人生，高校是你走向人生，走向社会的重要走向社会的重要转折点。折点。中学化学与高校化学中学化学与高校化学n高校：偏重于学高校：偏重于学问的原理、学的原理、学问之之间的的逻辑关系，学关系，学问的的实际应用用n信息量大，学信息量大，学时少，少，速度快。速度快。n目的：培育化学思目的：培育化学思维方法和解决方法和解决问题实力。力。n中学：偏重于公式中学：偏重于公式的套用、概念的的套用、概念的记、背背n反复反复练习、反复、反复讲解解n目的：考目的：考试n 高校与中学的本质区分在于：n“我是学习的主体”，“我的课程我做主”，“我为教化终点线冲刺”。高校求学增值与否，取决于自己。从大一起先，尽快弄清“
3、我宠爱什么”，“我须要什么”“我期望什么”“我擅长什么”“我为谁学习”“为什么要我自我负责，自我约束，自我激励，自我评价，自主学习”？高校学什么？高校学什么？n并不只是学并不只是学问！（不要期末背，！（不要期末背，应付考付考试）n重要的是学重要的是学习过程，在程，在过程中培育程中培育实力。力。n90%不会有干脆的用途，但是去掉他不会有干脆的用途，但是去掉他们会怎会怎样？n更重要是通更重要是通过学学习学学问的的过程，培育和程，培育和驾驭学学习方方法、思想方法、分析法、思想方法、分析问题解决解决问题的的实力、培育科力、培育科学素养。学素养。n假如是死假如是死记硬背式的学硬背式的学问，过些日子会些日
4、子会还给老老师，但是但是实力、思想、素养会恒久陪伴你。力、思想、素养会恒久陪伴你。究竟是休息究竟是休息还还是打起精神接着是打起精神接着战战斗？斗？第一年是关键的一年，适应高校第一年是关键的一年，适应高校生活、高校教学方式、高校思维方生活、高校教学方式、高校思维方式。式。所以注定应当是战斗的一年，努所以注定应当是战斗的一年，努力的一年。力的一年。高校高校课程枯燥？程枯燥？n每天听相声也会枯燥，何况是科学。每天听相声也会枯燥，何况是科学。n关关键在心在心态n有无目有无目标n假如假如连基本的学基本的学问、实力都没有，力都没有，课程不及程不及格，高校基本靠混，格，高校基本靠混，为什么人家会聘用你？什么
5、人家会聘用你？你你说我有我有实力，力，连高校高校课程都搞不程都搞不过，怎么，怎么证明？明？口袋技能口袋技能 指无论身处哪一行业指无论身处哪一行业,哪些岗位哪些岗位都能随时拿出来用的技能。都能随时拿出来用的技能。包括包括:思维实力、沟通实力、应思维实力、沟通实力、应变实力、团队合作实力等。变实力、团队合作实力等。目前用人单位并不强求专业对口，目前用人单位并不强求专业对口，而更看重员工的而更看重员工的“口袋技能口袋技能”。应用化学用化学课程定位程定位n应用化学是印刷、包装用化学是印刷、包装专业的必修的必修课程，程，基基础理理论以基以基础、够用用为度，主要度，主要为后后续高分子物理与化学及其他高分子
6、物理与化学及其他专业课程供程供应理理论学学问和操作技能的支持。和操作技能的支持。n留意与后留意与后续课程的程的连接：把一些印刷接：把一些印刷应用与本用与本课程有机融合。程有机融合。n后后续课程的理程的理论基基础。应用化学内容提要n1、化学反应速率与化学平衡（其次章）n2、电解质溶液和离解平衡（第三章）n3、氧化还原和电化学（第五章）n4、物质结构（第六章）n5、配位化合物（第七章）n6、溶液和胶体（第一章）n7、有机化学（其次篇全部章节，除去17,18章）n这些内容涉及到化学学科中的无机化学，物理化学和有机化学等二级学科，前八周我们授课内容为：n1、化学反应速率与化学平衡（其次章）n2、电解质
7、溶液和离解平衡（第三章）n3、氧化还原和电化学（第五章）n4、物质结构（第六章）n5、配位化合物（第七章）后八周主讲内容为：6、溶液和胶体（第一章）7、有机化学（其次篇全部章节，除去17,18章）前八周主讲老师杨丽珍，第九周进行期中考试，成果按百分比计入期末总成果；后八周由刘忠伟老师主讲；试验由郝燕萍老师主讲。期末考试不涉及前八周内容。无机化学：二级学科。探讨无机物性质的化学，是化学学科的基础。在其中有很多内容中学已经接触过，但是只是皮毛，不够深化。有很多学问须要深化才能应用，而学习的目的正在于此。比如：FeCl3腐蚀线路版、不锈钢腐蚀(金属蚀刻)、纳米材料、燃料电池等。有机化学：有机化学：二
8、二级学科。探学科。探讨有机物的性有机物的性质、反反应、机理，同、机理，同样有有过接触，也有的接触，也有的未接触，主要重于机理的了解，当然未接触，主要重于机理的了解，当然也会要求大家也会要求大家驾驭一些基本物一些基本物质及其及其在印刷中的在印刷中的应用，用，这往往涉及到物理往往涉及到物理性性质。如手性分子。如手性分子。2001年年诺贝尔获奖者探者探讨出的出的氢化化及氧化手性催化反及氧化手性催化反应技技术，就做到了，就做到了这一一点。点。这种不种不对称合成技称合成技术使人使人们能能够成功成功地制取地制取较为纯净的、主要由有益的、主要由有益对映体分映体分子子组成的化工成的化工产品和品和药物，是化学合
9、成方物，是化学合成方法的一法的一项重大革新。重大革新。n物理化学：二物理化学：二级学科。探学科。探讨化学物化学物质物理、化学性物理、化学性质及其相互关系的学科，及其相互关系的学科，在印刷中的用途特在印刷中的用途特别广泛。例如：胶广泛。例如：胶体化学、粘度（油墨）、表面体化学、粘度（油墨）、表面张力力（润版液）等。版液）等。n应用化学用化学试验：主要是：主要是验证课堂理堂理论、训练试验素养。内容素养。内容较少，希望少，希望细致。致。n主主讲老老师：郝燕萍（教：郝燕萍（教E116）应用化学的后继专业基础课高分子化学及物理：专业基础课，主要探讨高分子化合物的合成、物理性质及应用，高分子改性等。例如：
10、胶辊、橡皮布、PS版表面感光胶、胶粘剂（装订、覆膜）、印刷承印物（PE）等。应用化学基础的专业课n感光材料n印刷材料n纸张n油墨n分子光化学学好学好应用化学用化学的意的意义n为后续专业基础、专业课做嫁衣：是为后续专业基础、专业课做嫁衣：是整个化学的基础。此课程学不好，干整个化学的基础。此课程学不好，干脆影响下面课程的学习。特殊是专业脆影响下面课程的学习。特殊是专业课，假如是一个学过化学的人，那是课，假如是一个学过化学的人，那是很简洁的。很简洁的。本身有很大的用途：应用化学理论在印本身有很大的用途：应用化学理论在印刷领域有着广泛的应用，例如润版液刷领域有着广泛的应用，例如润版液（原理、配制）、油
11、墨（原理、溶剂）、（原理、配制）、油墨（原理、溶剂）、纸张涂料、彩色喷墨打印胶片、不锈钢纸张涂料、彩色喷墨打印胶片、不锈钢腐蚀、光固化材料等。化学专业人搞印腐蚀、光固化材料等。化学专业人搞印刷，是很简洁上手的。刷，是很简洁上手的。怎怎样学好化学？学好化学？n细致听致听课，参与，参与过程，耐性理解化学理程，耐性理解化学理论和学和学问。n细致看致看书、细心作心作练习：对学学问的深化理解。的深化理解。n细致致进行化学行化学试验操作操作n归根究竟：根究竟：细致、耐性，致、耐性，细心就能很好心就能很好驾驭课程程要求要求n细致、耐性、致、耐性、细心心高校高校须要培育的一种必需要培育的一种必需的的实力。力。
12、n总学学时:96。讲课78，试验18（时间另定）另定）n成果成果评定方法：定方法：n作作业和平常和平常10%，试验10%n期中考期中考试30%(无机部分内容，期末不再无机部分内容，期末不再考考)n期末考期末考试50%。n交作交作业、上、上课。登。登记。n教材：基础化学乔春玉主编n其它参考：n现代化学基础面对21世纪教材n 浙江高校编一般化学n无机及分析化学面对21世纪教材n有机化学汪巩答疑答疑时间，联系方式：系方式：n杨丽珍：珍：n刘忠刘忠伟：n刘博文：刘博文：n课间：20分分钟n其他：周三下午教其他：周三下午教E102第第2章章化学反化学反应速率速率与化学平衡与化学平衡1.1.驾驭浓度、温度
13、、催化剂等因素对化学反应速率驾驭浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速率的影响，并能运用活化能和碰撞理论加以说明。的影响，并能运用活化能和碰撞理论加以说明。2.2.熟悉化学平衡的概念，理解平衡常数的意义，驾熟悉化学平衡的概念，理解平衡常数的意义，驾驭有关化学平衡的计算。驭有关化学平衡的计算。3.3.驾驭影响化学平衡移动的因素，驾驭勒驾驭影响化学平衡移动的因素，驾驭勒夏特里夏特里原理。原理。本章教学要求 2.1 化学反化学反应速率速率1 2.2 化学平衡化学平衡2 2.3 化学平衡的移化学平衡的移动3主要内容2.1化学反化学反应速率速率2.1.1 化学反化学反应速率表示法速率表示法2.1.2 活化
14、能与反活化能与反应速率理速率理论2.1.3 影响化学反影响化学反应速率的因素速率的因素2.1.1化学反化学反应应速率表示法速率表示法一、反一、反应应速率的概念速率的概念.化学反化学反应应速率用速率用单单位位时间时间内反内反应应物物浓浓度的削减或生成物度的削减或生成物浓浓度的增加来表示度的增加来表示单单位：位：molL-1s-1、molL-1min-1、molL-1h-1。对于一个恒容反应：对于一个恒容反应：AB则有：则有：随反随反应的不断的不断进行，由于反行，由于反应物的物的浓度不断度不断削减，生成物的削减，生成物的浓度不断增加，因此，大部分化度不断增加，因此，大部分化学反学反应都不是等速都不
15、是等速进行的，因此上述所行的，因此上述所计算的反算的反应速度是速度是该段段时间内的平均反内的平均反应速率。速率。2.瞬瞬时速速率率：在在某某一一瞬瞬间的的反反应速速率率或或化化学学反反应在在某某一一时刻的真正速率刻的真正速率为：AB对于反应对于反应aA+bBdD+eE 某一化学反应各组分浓度变更表示的反应速率之比等于各自计量系数的确定值之比。反应速率的快慢主要取决于反应物的本性,此外,还与反应条件如浓度、温度、催化剂等因素有关。印刷中 PS版显影、金属腐蚀、印刷品褪色、高分子老化、油墨干燥等，都涉及化学反应速率问题。化化学学动动力力学学(化化学学的的动动力力学学)探探讨讨的的是是反反应应进进行
16、行的的速速率率,并并依依据据探探讨讨反反应应速速率率供供应应的的信信息息探探讨讨反反应应机机理理，即即探探讨讨反反应应的的快快慢慢和和反反应应进进行行的途径。的途径。H2与与O2具具有有生生成成H2O的的猛猛烈烈趋趋势势,但但室室温温下下气气体体混混合合物物放放置置1万万年年仍仍看看不不诞诞生生成成H2O的的迹迹象象。为为了了利利用用这这个个反反应应释释放放的的巨巨大大能能量量,就就必必需需供供应应适适当当的的动动力力学学条条件件。因因此，化学动力学探讨还在于其好用意义。此，化学动力学探讨还在于其好用意义。n为什么化学反什么化学反应速率千差万速率千差万别？n有的瞬有的瞬间完成例如爆炸反完成例如
17、爆炸反应、紫外光固化反、紫外光固化反应；n有的天有的天长地久例如地久例如钟乳石的形成、高分子老化、乳石的形成、高分子老化、高分子自然降解等。高分子自然降解等。n用反用反应速率理速率理论来来说明明化化学学反反应的的速速率率与与反反应物物的的本本性性有有关关，即与反即与反应的的活化能活化能有关有关内因。内因。如如何何理理解解活活化化能能的的概概念念，目目前前提提出出了了两种理两种理论：碰撞理碰撞理论和和过渡渡态理理论。2.1.2活化能与反活化能与反应速率理速率理论n1918年年Lewis以气体分子运以气体分子运动论为动论为基基础础提出提出n基本基本论论点：气体分子点：气体分子间经过间经过碰撞形成新
18、的分子。碰撞形成新的分子。但理但理论计论计算气体分子碰撞算气体分子碰撞频频率率为为3.5x1028次次/升升.秒相当于反秒相当于反应应速度速度5.8x104mol/L.s，即瞬，即瞬间间完成。完成。事事实实上气体反上气体反应应速度千差万速度千差万别别，有的很慢，有的，有的很慢，有的很快。很快。n一、碰撞理一、碰撞理论反反应是通是通过反反应物分子彼此碰撞而物分子彼此碰撞而发生的，不生的，不确定每次碰撞都能确定每次碰撞都能发生反生反应。能。能发生反生反应的碰撞叫的碰撞叫有效碰撞。有效碰撞。发生有效碰撞的分子称生有效碰撞的分子称为活化分子。活化分子。活化分子在整个体系中所占的比例称活化分子在整个体系
19、中所占的比例称为活化分活化分子百分数。不同化学反子百分数。不同化学反应活化分子百分数不同，因活化分子百分数不同，因此化学反此化学反应速率也不同。（活化分子与非活化分子速率也不同。（活化分子与非活化分子的区分在于：能量不同）。的区分在于：能量不同）。（1）碰撞取向）碰撞取向有效碰撞有效碰撞（2）碰撞能量）碰撞能量阿雷尼阿雷尼乌斯（斯（S.A.Arrhenius,1889)活化能：活化能：1mol活化分子比非活化分子所高出的能量活化分子比非活化分子所高出的能量值。塔塔尔曼曼（Tolman）活化能：活化分子的平均能量（活化能：活化分子的平均能量（E*)与反与反应物分子的平物分子的平均能量（均能量（E
20、)之差。之差。Ea=E*-E活化能n活化能活化能是活化分子所具有的平均能量是活化分子所具有的平均能量(E*)与整个反与整个反应物分子的平均能量物分子的平均能量(E)之差称之差称为活化能活化能(Ea)。单位位是是kJmol-1Ea=E*-E二、二、过渡渡态理理论由由反反应物物到到产物物的的反反应过程程，必必需需通通过一一种种过渡渡状状态，即即反反应物物分分子子活活化化形形成成活活化化协作作物的中物的中间状状态。如如:CA+BCAB=C+AB 反反应物物 活化活化协作物作物 产物物n当当B沿沿着着AC键轴方方向向接接近近时，AC中中的的化化学学键渐渐松松驰和和减减弱弱，原原子子A和和原原子子B之之
21、间形形成成一一种种新新键，这时形形成成了了CAB的的构构型型，这种种过渡渡状状态的的构构型型称称为活活化化协作物。作物。n这种活化种活化协作物的位能很作物的位能很高，所以很不高，所以很不稳定，它可定，它可能重新能重新变回原来的反回原来的反应物物（AC，B），也可能分解），也可能分解成成产物（物（AB，C）。）。活活化化能能的的物物理理含含义在在于于：由由反反应物物到到产物物所所要要逾逾越越的的“能能量障碍量障碍”。确确定定温温度度下下,活活化化能能越越大大，活活化化分分子子数数就就越越少少，反反应物物分分子子的的有有效效碰碰撞撞就就越越少少，反反应速速率率就就越越小小。不不同同的的化化学学反反
22、应有有不不同同的的活活化化能能，活活化化能能由由试验测定。定。一一般般化化学学反反应应的的活活化化能能在在60kJmol-1240kJmol-1。活活化化能能小小于于40kJmol-1的的反反应应化化学学反反应应速速度度很很大大。活活化化能能大大于于420kJmol-1的的反反应应化化学学反反应速度很慢。活化能大小是物质结构的反映。应速度很慢。活化能大小是物质结构的反映。活化能与反活化能与反应热之之间关系关系（1）Ea2-Ea10放热放热（2）Ea2-Ea10吸热吸热由此可由此可见：一个可逆反：一个可逆反应，吸，吸热反反应的活化能大于的活化能大于放放热反反应的活化能。的活化能。2.1.3影响化
23、学反影响化学反应速率的因素速率的因素外因外因一、一、浓度度对化学反化学反应速率的影响速率的影响在温度恒定状况下,增加反应物的浓度可以增大反应速率。用来表示反应速率与反应物浓度之间定量的关系式叫速率方程。不不同同的的化化学学反反应应有有不不同同的的速速率率方方程程和和速速率率常常数数k。只有通过试验才能得到。只有通过试验才能得到。A和和B为反应物。为反应物。反反应物的物的浓度越大，反度越大，反应速率就越快。速率就越快。浓度度对化学反化学反应速率的影响是通速率的影响是通过单位位时间内活内活化分子数目的化分子数目的变更，从而更，从而变更更单位位时间内有效碰撞的内有效碰撞的次数来次数来实现。v=kAB
24、浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响白磷在纯氧气中和在空气中的燃烧白磷在纯氧气中和在空气中的燃烧 在温度恒定状况下在温度恒定状况下,增加反应物的增加反应物的浓度可以增大反应速率。浓度可以增大反应速率。1.在在多多相相反反应应中中,固固态态反反应应物物的的浓浓度度和和不不互互溶溶的的纯纯液液体体反应物的浓度不写入速率方程。反应物的浓度不写入速率方程。C(s)+O2(g)CO2(g)2Na(l)+2H2O(l)2NaOH(aq)+H2(g)速率方程分别为：反应速率速率方程分别为：反应速率=k c(O2)反应速率反应速率=k2.对对气气相相反反应应和和有有气气相相参参与与的的反反应应,速速率率方
25、方程程中中的的浓浓度度项项可可用用分分压压代代替替。碳碳与与氧氧生生成成二二氧氧化化碳碳反反应应的的速速率率常数亦可表示为常数亦可表示为:反反应应速速率率=kp(O2)（明明显显k不不是是k）气相和液相中的气相和液相中的速率方程速率方程气体分气体分压指指的的是是当当气气体体混混合合物物中中的的某某一一种种组组分分在在相相同同的的温温度度下下占占据据气气体体混混合合物物相相同同的的体体积积时时，该该组组分分所所形形成成的的压压强。强。比比如如我我们们收收集集一一瓶瓶空空气气，将将其其中中的的氮氮气气除除去去，复复原原到到相相同同的的温温度度剩剩余余的的氧氧气气仍仍会会渐渐渐渐占占满满整整个个集集
26、气气瓶瓶，但但剩剩下下的的氧氧气气单单独独造造成成的的压压强强会会比比原原来来的的低低，此此时时的的压压强强值值就就是是原原空空气气中中氧氧气气的的分分压压值值。气气体体的的分分压压与与其其在在液液体体中中的的溶溶解解度度，气气体体反应的平衡常数等都有着亲密的关系。反应的平衡常数等都有着亲密的关系。混合气体(设为志向气体)总压和分压的关系：P总V=n总RTP2V=n2RTP1V=n1RT（P1+P2）V=(n1+n2)RT而n总=n1+n2，则则P总总=P1+P2P1V=n1RT(P1+P2)V=(n1+n2)RTP1P1+P2=n1n1+n2则：P1=n1n总P总随意混合气体（不管是志向气体
27、还是实际气体）中任一组分B的分压pB等于总压p乘以它的摩尔分数yB即pB=p*yB而yB=nB/n1.反反应应机理机理反反应应机理机理化学反化学反应经验应经验的途径（也叫做反的途径（也叫做反应历应历程）。程）。基元反基元反应应一步完成的化学反一步完成的化学反应应。非非基基元元反反应应由由两两个个或或三三个个基基元元反反应应构构成成的的化化学学反反应应。简洁简洁反反应应由一个基元反由一个基元反应应构成的化学反构成的化学反应应。困困难难反反应应由非基元反由非基元反应应构成的化学反构成的化学反应应。例如：H2O2+H2=2H2O例如：H2+Cl2=2HClH2+Cl2=2HCl分为以下几步：M+Cl
28、22Cl+MH2+ClH+HClCl2+HCl+HClM+2ClCl2+M基元反应基元反应基元反应基元反应基元反应基元反应基元反应基元反应2.质质量作用定律量作用定律（C.M.Guldberg,P.Wssge,1863)恒恒温温下下，基基元元反反应应的的反反应应速速率率与与各各反反应应物物浓浓度度系系数数次次方方的的乘乘积积成成正正比比。也也称称为为基基元元反反应应的的速速率率方方程程。对对于：于：aA+bB dD+eE则则：v=kAaBbk在确定温度在确定温度为为一常数。当温度一常数。当温度变变更更时时，随之而，随之而变变。如：如：对对于反于反应应H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2的
29、的速速率率方方程程不不能能写写成成v=kH2O2H+2Br-2，因其不是一个基元反，因其不是一个基元反应应。非元反非元反应由两个或多个基元反应步骤完成的反应：由两个或多个基元反应步骤完成的反应：实际是两步完成实际是两步完成如如,H2(g)+I2(g)=2HI(g)I2(g)=I(g)+I(g)通过试验可以找出决速步骤通过试验可以找出决速步骤(Rate determining step)(Rate determining step)所以所以v=kc(A2)困难反应的速率方程只能通过试验获得！困难反应的速率方程只能通过试验获得！A2+BA2BA22A Slow reaction2A+BA2B Fa
30、st reactionH2(g)+I(g)+I(g)=HI(g)+HI(g)对臭氧转变成氧的反应对臭氧转变成氧的反应2O3(g)3O2(g)其历程为：其历程为：O3O2+O（快）（快）O+O32O2（慢）（慢）适合此历程的速率方程是什么？适合此历程的速率方程是什么？a.kc2(O3)b.kc(O3)c(O)c.kc(O3)2c(O2)d.kc2(O3)c-1(O2)Question3.反反应级数数速速率率方方程程中中，反反应物物浓度度的的指指数数分分别称称为反反应物物的的反反应级数，其代数和称数，其代数和称为反反应的的总级数。数。如：如：2H2O2=2H2O+O2v=kH2O2m=1为一一级反
31、反应S2O82-+2I-=2SO42-+I2v=kS2O82-I-m=1，n=1，S2O82-、I-分分别为一一级反反应m+n=2即整个反即整个反应为二二级反反应。2NO+2H2=N2+2H2Ov=kNO2H2NO为为二二级级反反应应，H2为为一一级级反反应应，总总反反应为应为三三级级反反应应。CH3CHO=CH4+COv=kCH3CHO3/2即即为为3/2级级反反应应反反应级应级数不确定是整数数不确定是整数,可以是分数可以是分数,也可以也可以为为零。零。级级数数为为零的反零的反应应叫零叫零级级反反应应。即。即浓浓度度变变更，速率不更，速率不变变。确。确定速率方程，必需以定速率方程，必需以试验
32、试验事事实为实为依据。依据。例例：有有一一化化学学反反应应aA+bB=cC在在298K时时，将将AB溶液按不同浓度混合溶液按不同浓度混合,得到下列数据。得到下列数据。A的初始浓度的初始浓度B的初始浓度的初始浓度初始速率初始速率(mol/l)(mol/l)(mol/ls)1.01.01.210-22.01.02.310-24.01.04.910-21.01.01.210-21.02.04.810-21.04.01.910-1求其速率方程求其速率方程?解：由解：由v=kAmBnv1=k1m1n =k=1.210-2v2=k2m1n=k2m=2.310-2即即:m=1v4=k1m1n=1.210-2
33、v5=k1m2n=4.810-2k2n=4.810-22n=4.810-2/k=4=22n=2留意：反留意：反应级数与速率常数数与速率常数1）反应级数：0、1、2、3，可以是非整数。对反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)反应速率方程式为=kc(H2)c(I2)过去很长一段时间都认为该反应是基元反应，后来试验检出自由基I，证明该反应为非基元反应，并提出反应机理为：(1)I2(g)=2I(g)（快速平衡）H2(g)+2I(g)=2HI(g)（慢反应）由质量作用定律推导其反应速率方程式。2）速率常数：不随浓度而变。受温度影响，通常温度上升，k增大。与催化剂有关，通常加催化剂，k急剧增大。反应级数
34、不同，k的量纲不同一级反应k的量纲为s-1；二级反应k的量纲为(molL-1)-1s-1；留意：反留意：反应级数与反数与反应分子数的差分子数的差别是对元步是对元步骤或简单骤或简单反应所对反应所对应的微观应的微观化学变化化学变化而言的而言的参加反应参加反应的反应物的反应物微粒数目微粒数目只可能只可能是一、是一、二、三二、三任何元步骤任何元步骤或简单反应或简单反应所对应的微所对应的微观变化，肯观变化，肯定存在反应定存在反应分子数分子数对速率方程对速率方程不能纳入不能纳入形式的复杂形式的复杂反应，级数反应，级数无意义无意义是对宏观是对宏观化学反应化学反应包括简单包括简单反应和复反应和复杂反应而杂反应
35、而言言反应速率反应速率与浓度的与浓度的几次方成几次方成正比，就正比，就是几级反是几级反应应可为零、可为零、简单正、简单正、负整数负整数和分数和分数u u=k ca(A)cb(B)概念所属概念所属范围范围定义或意义定义或意义各个不同各个不同反应中的反应中的允许值允许值是否肯定存在是否肯定存在反应级数反应级数反应分子数反应分子数二、温度二、温度对反反应速率的影响速率的影响对于大多数反于大多数反应，上升温度，反，上升温度，反应速率增大，但有速率增大，但有极少数除外。极少数除外。范特霍夫范特霍夫规则：假如反假如反应物物浓度确定，度确定，一般而言，温度每上一般而言，温度每上升升10K，反，反应速率快速率
36、快速增加速增加2-4倍。倍。1889年年,Arrhenius在在总总结结大大量量试试验验事事实实的的基基础础上上提出提出-阿累尼乌斯公式：阿累尼乌斯公式：k速度常数，速度常数，Ea为活化能，活化能，R气体常数，气体常数，A称指前因子。称指前因子。取取对数数:所所以以可可看看出出Ea、R、A为为常常数数。lgk或或lnk与与1/T成成线线性关系。性关系。若已知若已知Ea便可求得不同温度下的速度常数。便可求得不同温度下的速度常数。设某反应在设某反应在T1时测得速度常数为时测得速度常数为k1设某反应在设某反应在T2时测得速度常数为时测得速度常数为k2则则:上式中，上式中，Ea的单位为的单位为Jmol
37、-1例例：某某反反应应的的活活化化能能Ea=1.14105Jmol-1在在600K时时k=0.75Lmol-1s-1计算计算700K时的时的k。解：已知：解：已知：T2=700K，T1=600K，k1=0.75得得k2=19.54Lmol-1s-1答：答：700K时的时的k为为19.54Lmol-1s-1三、三、催化催化剂对化学反化学反应速度的影响速度的影响1、催化、催化剂剂催催化化剂剂 凡凡能能变变更更反反应应速速度度而而本本身身的的组组成成和和质质量在反量在反应应前后保持不前后保持不变变的物的物质质。n催化作用催化作用 催化催化剂能能变更反更反应速度的作用。速度的作用。n正催化正催化剂：加
38、快反：加快反应速率速率n负催化催化剂：减慢反：减慢反应速率速率催化剂为什么能改变更学反应速度呢？催化剂为什么能改变更学反应速度呢？因因为为它它参参与与了了变变更更过过程程，变变更更了了原原来来反反应应的的途径，降低了反应的活化能。途径，降低了反应的活化能。Ea1Ea2HA+BCAB+CABCE2E3E1催化催化剂降低正、逆反降低正、逆反应活化能活化能催化催化剂对化学反化学反应速率的影响速率的影响没加入催化剂有催化剂留意：留意：催化催化剂不影响化学反不影响化学反应的的热效效应 催化催化剂的催化作用具有的催化作用具有选择性性 催化催化剂同同时加快正、逆反加快正、逆反应速率速率总结：总结：P39,表
39、表2-7影响多相反应速率的因素影响多相反应速率的因素多相反应多相反应:反应系统中存在两个或两个以上的反应系统中存在两个或两个以上的相的反应。相的反应。单相反应单相反应:反应系统中存在一个相的反应。反应系统中存在一个相的反应。又称又称均相反应均相反应界面积扩散速率课堂练习：课堂练习：一、是非题一、是非题1.1.元反应确定是反应速率最快的反应（元反应确定是反应速率最快的反应（）2.2.对于确定温度下某化学反应一般反应物的对于确定温度下某化学反应一般反应物的浓度越大，反应速率越快（浓度越大，反应速率越快（）3.3.系统状态变更的速率越快，速率常数越大（系统状态变更的速率越快，速率常数越大（）4.4.
40、由阿伦尼乌斯公式可知，加快反应速率的唯一由阿伦尼乌斯公式可知，加快反应速率的唯一方法是上升反应温度（方法是上升反应温度（）5.5.质量作用定律适用于任何事实上能够进行的质量作用定律适用于任何事实上能够进行的反应（）反应（）6.6.反应的级数取决于反应方程式中反应物的化反应的级数取决于反应方程式中反应物的化 学计量数（学计量数（）二、选择题二、选择题1.上升温度可以增加反应速率，主要是因为（上升温度可以增加反应速率，主要是因为（）（1）增加了分子总数）增加了分子总数（2）增加了活化分子的百分数）增加了活化分子的百分数（3）降低了反应的活化能）降低了反应的活化能（4）促使平衡向吸热方向移动）促使平
41、衡向吸热方向移动2.一基元反应一基元反应3A+B=C+2D，假如，假如A的浓度减的浓度减少一半，则反应速率（少一半，则反应速率（）。）。(1)加快一倍加快一倍(2)减慢为原来减慢为原来1/2(3)减慢为原来减慢为原来1/8(4)减慢为原来减慢为原来1/3233.基元反应基元反应A（s）+2B（g）=C，反应级，反应级数为（数为（）(1)1(2)2(3)3(4)44.零级反应的速率零级反应的速率（）(1)为零为零(2)与反应物浓度成正比与反应物浓度成正比(3)与反应物浓度无关与反应物浓度无关(4)与反应物浓度成反比与反应物浓度成反比335.对于一个给定条件下的反应，随着反应的进对于一个给定条件下
42、的反应，随着反应的进行行（）(1)速率常数速率常数k变小变小(2)速率常数速率常数K变大变大(3)正反应速率降低正反应速率降低(4)逆反应速率降低逆反应速率降低6.二级反应的速率常数单位是二级反应的速率常数单位是（）(1)s-1(2)moldm-3s-1(3)dm3mol-1s-1(4)dm6mol-2s-17.温度上升导致反应速率明显增加的主要原温度上升导致反应速率明显增加的主要原因是（因是（）(1)分子碰撞机会增加分子碰撞机会增加(2)反应物压力增加反应物压力增加(3)活化分子数增加活化分子数增加(4)活化能降低活化能降低3338.反应反应2NO2Cl(g)=2NO2(g)+Cl2(g)的
43、反应机理的反应机理包包括两步基元反应括两步基元反应(1)NO2Cl(g)=NO2(g)+Cl(g)(2)NO2Cl(g)+Cl(g)=NO2(g)+Cl2(g)已知总反应的速率常数已知总反应的速率常数k的单位是的单位是s-1，则（，则（）(1)总反应是二级反应总反应是二级反应(2)第一步反应比其次步反应快得多第一步反应比其次步反应快得多(3)总反应是三级反应总反应是三级反应(4)其次步比第一步反应快得多其次步比第一步反应快得多4三、简答题三、简答题已知确定温度下，反应已知确定温度下，反应A2+2B=2AB依如下依如下两步完成：两步完成：（1）A22A(快快)（2）2A+B2AB(慢慢)总反应的
44、反应速率方程式如何？为几级反应？总反应的反应速率方程式如何？为几级反应？k的单位如何？的单位如何？2.1 化学反化学反应速率速率1 2.2 化学平衡化学平衡2 2.3 化学平衡的移化学平衡的移动3主要内容化学化学动力学力学 是探是探讨化学反化学反应的速率、影响反的速率、影响反应速速率的因素以及反率的因素以及反应的机理。的机理。化学化学热力学力学 探探讨化学化学变更中能量的相互更中能量的相互转化和化和热的影响因素（如温度）的影响因素（如温度）对转化的影响。化的影响。2.2化学平衡2.2化学平衡化学平衡2.2.1 可逆反可逆反应和化学平衡和化学平衡2.2.2 化学平衡的含化学平衡的含义2.2.1可
45、逆反可逆反应和化学平衡和化学平衡1.可逆反可逆反应：在：在同一条件同一条件下，既能向正反下，既能向正反应方向又方向又能向逆反能向逆反应方向方向进行的反行的反应。反。反应方程式中可逆方程式中可逆符号代替等号。符号代替等号。V正正V逆逆Vt时间时间V正正V逆逆=2.化学平衡化学平衡在可逆反在可逆反应应中正逆反中正逆反应应速率相等速率相等时时，体系，体系各各组组份的相份的相对对量不随量不随时间时间而而变变更的状更的状态态。化学平衡的特征化学平衡的特征建立平衡的前提是在恒温条件下，封建立平衡的前提是在恒温条件下，封闭闭体系中体系中进进行的行的可逆反可逆反应应。建立平衡的条件是正逆反建立平衡的条件是正逆
46、反应应速率相等。速率相等。建立平衡的建立平衡的标记标记是各物是各物质浓质浓度不随度不随时间时间而而变变更。更。化学平衡是化学平衡是动态动态平衡。各物平衡。各物质质相相对对量量虽虽然保持不然保持不变变，但物但物质间质间的交的交换换始始终终在在进进行着。行着。2.2.2化学平衡的含义化学平衡常数在确定温度下，某个可逆反应达到平衡时，产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数Kc。Kc=c(E)ec(F)fc(A)ac(D)d上式中，Kc称为浓度平衡常数；c(A)、c(D)、c(E)、c(F)分别表示A、D、E、F四种物质的平衡时浓度，单位为molL-1。对于反于反应:aA+dD
47、eE+fF（用（用质量作用定律量作用定律推推导）在确定温度下达到平衡在确定温度下达到平衡时，反，反应物和物和产物的平衡物的平衡浓度度有如下关系。有如下关系。Kc称称为平衡常数，其只与温度有关。平衡常数，其只与温度有关。对于气体反于气体反应，平衡常数，平衡常数Kc可以用可以用压力平衡常数力平衡常数Kp表示。表示。N2+3H22NH3可写出两个平衡常数关系式可写出两个平衡常数关系式Kc=NH32/(N2H23)Kp=p2NH3/(pN2p3H2)p(N2)、p(H2)、p(NH3)分别表示分别表示N2、H2、NH3的分压。的分压。思索：思索：Kc与与Kp之之间的关系？的关系？Kc=Kp（RT）n试
48、验平衡常数平衡常数Kc与与Kp由试验总结得出，需依据反应方程式书写试验平衡常数式。关于Kc与Kp 只能用平衡浓度或分压代入计算；与起始浓度无关；(这一点是与转化率不同之处)与温度有关；平衡常数数值越大，表示反应进行的程度越大；浓度以mol.L-1为单位代入；分压以Pa或kPa为单位代入；纯固体和纯液体不代入；反应方程式不同，平衡常数的数值和量纲均不同。对于气体反应，Kc与Kp可以换算标准平衡常数标准平衡常数K(又称热力学平衡常数)试验平衡常数表达式中的有关物质的浓度(或分压)分别除以其相应标准态,则得到标准平衡常数KaA+dDeE+fF如如:K=c(E)ecc(F)fcc(A)acc(D)dc
49、3H2(g)+N2(g)2NH3(g)p(NH3)2pK=p(N2)pp(H2)3p上面式子中，上面式子中，c 代表溶液代表溶液标准准态；规定定c=1molL-1p 代表代表标准准压力，力，p=100kPa。标标准准平平衡衡常常数数K，用用以以定定量量表表达达化化学学反反应应的的平平衡衡状状态态。K值值越越大大，平平衡衡混混合合物物中中生生成成物物越越多多而而反反应应物越少，反之亦然。物越少，反之亦然。从以上可以看出，从以上可以看出，K 与与K（Kc、Kp）是有差别的，）是有差别的，两者数值可以换算，但两者数值可以换算，但K 始终是无单位的，而始终是无单位的，而K既可既可能有单位，也可能无单位
50、。能有单位，也可能无单位。对于在溶液中进行的可逆反应，由于对于在溶液中进行的可逆反应，由于c=1molL-1K 与与K在数值上相等，令在数值上相等，令留意：留意：书中用中用c或或表示平衡表示平衡时的物的物质的量的量浓度度,单位位为molL-1这样，上面的式子可表示，上面的式子可表示为：K=EeFfAdDdB=c(B)c例例:合成氨的反应合成氨的反应N2+3H22NH3在某温度下各物质的平在某温度下各物质的平衡浓度是衡浓度是:N2=3molL-1,H2=9molL-1,NH3=4molL-1求该反应的平衡常数和求该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。的初始浓度。解：解：求平衡常数求平衡常数Kc