第2章化学反应速率精选PPT.ppt

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1、第2章化学反应速率第1页，此课件共79页哦化学热力学化学热力学化学动力学化学动力学反应的可能性反应的可能性热化学热化学方向和限度方向和限度反应速率反应速率反应机理反应机理反应的现实性反应的现实性反应自发进行的趋势大，不一定反应速率就反应自发进行的趋势大，不一定反应速率就快。快。不能用不能用 rGrG的大小来判断反应的快慢。的大小来判断反应的快慢。第2页，此课件共79页哦 有些化学反应的速率很快有些化学反应的速率很快炸炸药药的的爆爆炸炸、水水溶溶液液中中的的酸酸碱碱反反应应、感光反应等瞬间即可完成。感光反应等瞬间即可完成。第3页，此课件共79页哦反反应应釜釜中中乙乙烯烯的的聚聚合合过过程程需需要

2、要数数小小时时，室室温温下下塑塑料料或或橡橡胶胶的的老老化化速速率率按按年年计计，而而地地壳壳内内煤煤或或石石油油的的形形成成要经过几十万年的时间。要经过几十万年的时间。有些化学反应的速率较慢有些化学反应的速率较慢第4页，此课件共79页哦 不同的化学反应，反应速率不同的化学反应，反应速率不同，同一反应在不同的条件不同，同一反应在不同的条件下进行时反应速率也不相同。下进行时反应速率也不相同。如何定量地表示一个化学反应如何定量地表示一个化学反应的快慢呢？的快慢呢？如何表示化学反应的快慢如何表示化学反应的快慢第5页，此课件共79页哦 反应的速率的基本定义反应的速率的基本定义化化学学反反应应的的速速率

3、率可可用用反反应应进进度度随随时时间间的的变变化化率率来来表表示示。其其数数学学表表达达式式为：为：=/dt/dt 式式中中 即即为为反反应应速速率率，其其SISI单单位位为为mol/smol/s。第6页，此课件共79页哦对于一般化学反应：对于一般化学反应：aA+bB=gG+dD aA+bB=gG+dD 因因 d d=dn=dnB B/B B所以所以 =d=d/dt=/dt=B B-1-1dndnB B/dt/dt对有限量的变化对有限量的变化 =B B-1-1 n nB B/t t 反应的速率的基本定义反应的速率的基本定义第7页，此课件共79页哦若若反反应应体体系系的的体体积积为为V V，且且

4、不不随随时时间间而而变变化化，则可用下式表示化学反应速率：则可用下式表示化学反应速率：瞬时速率瞬时速率instantaneousrate：v=v=/V/V=B B-1-1d dn nB B V V-1-1 /dt/dt =B B-1-1d dC CB B/dt/dt 对有限量的变化对有限量的变化 平均速率平均速率averagerate：v v =B B-1-1 C CB B/t t v v的的SISI单位为单位为molmol m m-3-3 s s-1-1 定容体系的反应速率定容体系的反应速率第8页，此课件共79页哦 这这样样定定义义的的反反应应速速率率v v与与物物质质的的选选择择无无关关。

5、对对同同一一个个化化学学反反应应，不不管管选选用用哪哪一一种种反反应应物物或或产产物物来来表表示示反反应速率，都得到相同的数值应速率，都得到相同的数值。反应速率基本定义的特点反应速率基本定义的特点第9页，此课件共79页哦 举举 例例 说说 明明例如，对于反例如，对于反 2N2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)有v=假设在反应刚开始时，c(N2O5)=8molm-3经2秒后，c(N2O5)=4molm-3，则分别用N2O5、NO2和O2表示的反应速率为多少？第10页，此课件共79页哦 举举 例例 说说 明明 N N2 2O O5 5NON

6、O2 2O O2 2 B B2 24 41 1C(t=0)/molm-38 80 00 0C(t=2s)/molm-34 48 82 2C/molm-3-4-48 82 2第11页，此课件共79页哦 举举 例例 说说 明明 v v（N N2 2O O5 5）=1 mol=1 mol m m-3-3 s s-1-1 v v（NONO2 2）=1 mol=1 mol m m-3-3 s s-1-1 v v（O O2 2）=1 mol=1 mol m m-3-3 s-1第12页，此课件共79页哦影响反应速率的因素除反应物的本质、影响反应速率的因素除反应物的本质、浓度浓度、温度温度外，还有外，还有催化

7、剂催化剂、反应物、反应物的聚集状态、反应介质和光照等。的聚集状态、反应介质和光照等。影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素第13页，此课件共79页哦 浓度对反应速率浓度对反应速率的影响与反应历程有的影响与反应历程有关。关。基元反应基元反应 复合反应复合反应 浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响第14页，此课件共79页哦 反反应应物物分分子子直直接接碰碰撞撞而而发发生生的的化化学学反反应应称称为为基基元元反反应应，它它是是一一步步完完成成的反应，故又称的反应，故又称简单反应简单反应。如。如O O2 2+H(g)+H(g)HO(g)+O(g)HO(g)+O(g)基基 元元 反反 应应 e

8、lementary reaction第15页，此课件共79页哦 由由两两个个或或两两个个以以上上的的基基元元反反应应构构成成的的化化学学反反应，称为应，称为复合反应复合反应。如反应。如反应2NO+O2NO+O2 2 2NO2NO2 2有人认为它是由下列两个基元反应构成的，因此有人认为它是由下列两个基元反应构成的，因此是复合反应是复合反应2NO+O2NO+O2 2 N N2 2O O2 2 （快）（快）N N2 2O O2 2+O+O2 2 2NO2NO2 2 （慢）（慢）复复 合合 反反 应应overallreactions第16页，此课件共79页哦当温度不变时，若反应当温度不变时，若反应aA

9、+bB=cCaA+bB=cC是基元反应是基元反应,则有则有 v=kcv=kcA Aa ac cB Bb b 此式称为化学反应速率方程式，又称此式称为化学反应速率方程式，又称质量作质量作用定律表达式用定律表达式。质量作用定律质量作用定律law of mass action 第17页，此课件共79页哦 k叫做叫做速率常数速率常数。取决于反应物的本。取决于反应物的本性，反应温度和催化剂等，但与浓度无关。性，反应温度和催化剂等，但与浓度无关。不同的反应在同一温度下，不同的反应在同一温度下，k值不同；值不同；同一反应在不同温度或有无催化剂的不同同一反应在不同温度或有无催化剂的不同条件下，条件下，k值亦不

10、同。同一反应仅改变反值亦不同。同一反应仅改变反应物浓度，其应物浓度，其k值不变。值不变。速率常数速率常数rate constant第18页，此课件共79页哦当当A A和和B B的浓度均为的浓度均为1 mol1 mol m m-3-3 s s-1-1时，有时，有v/v=k/kv/v=k/k式中式中vv、kk分别表示物理量分别表示物理量v v、k k所选定的所选定的各自的单位各自的单位。所以。所以k k是各反应物浓度均为是各反应物浓度均为1 1 molmol m m-3-3 s s-1-1时的反应速率，故又称为时的反应速率，故又称为反应比速反应比速。在同一温度下，可用在同一温度下，可用k k的大小

11、来比较不同反的大小来比较不同反应的反应速率的大小。应的反应速率的大小。反反 应应 比比 速速第19页，此课件共79页哦 非基元反应的速率方程式中，浓度的非基元反应的速率方程式中，浓度的方次和反应物的系数不一定相符，不能由方次和反应物的系数不一定相符，不能由化学反应方程式直接写出，而要由实验确化学反应方程式直接写出，而要由实验确定。定。复杂反应的速率方程复杂反应的速率方程第20页，此课件共79页哦任一化学反应任一化学反应aA+bB gG+dD+其反应速率方程式可写为下式其反应速率方程式可写为下式 v=kcv=kcA A c cB B 若是基元反应，则若是基元反应，则 a a =b=b若是复合反应

12、，则不一定若是复合反应，则不一定 a a =b=b 速速 率率 方方 程程第21页，此课件共79页哦 v=kcv=kcA A c cB B 称为称为A的分级数，的分级数，称为称为B的分级数，分别的分级数，分别表示表示A、B的浓度对反应速率影响的程度。的浓度对反应速率影响的程度。总反应级数：总反应级数：n=+对于复合反应对于复合反应、和和n的数值完全是由的数值完全是由实验测定的，它们的值可以是零、正整数、实验测定的，它们的值可以是零、正整数、分数或负数。分数或负数。反反 应应 级级 数数第22页，此课件共79页哦 n=n=+=0 =0 零级反应零级反应ZerothOrderReaction n=

13、n=+=1 =1 一级反应一级反应 FirstZerothOrderReaction n=n=+=2 =2 二级反应二级反应 SecondOrderReactionSecondOrderReaction 反反 应应 级级 数数第23页，此课件共79页哦 例如，在例如，在V V2 2O O5 5晶体表面上晶体表面上COCO的燃烧反应的燃烧反应2CO2CO（g g）+O+O2 2（g g）2CO2CO2 2（g g）实验测得实验测得v=kcv=kc（COCO）是一级反应，而不三级反应。是一级反应，而不三级反应。反应级数反应级数order of reactionorder of reaction 第

14、24页，此课件共79页哦 一一级级反反应应较较为为常常见见，其其反反应应速速率率与与反反应应物物浓度的关系为：浓度的关系为：v=k1c 上式经积分后得到一级反应的公式为上式经积分后得到一级反应的公式为 lnc/c=-kt+lnclnc/c=-kt+lnc0 0/c/c式中：式中：c c0 0 反应物的初浓度反应物的初浓度 c 反应物反应物t时刻的浓度时刻的浓度 一一 级级 反反 应应First-Order Reactions第25页，此课件共79页哦1.由由lnc/c=lnc/c=-kt+-kt+lnclnc0 0/c/c可可知知lnc/clnc/c与与时间时间t t呈直线关系。直线斜率呈直线

15、关系。直线斜率 为为-k-k。一级反应的特点一级反应的特点第26页，此课件共79页哦2.半半衰衰期期（half half lifelife）t t1/21/2（反反应应物物消消耗耗一一半半所所需需的的时时间间）与与反反应应物物的的浓浓度度无无关关，而与速率常数成反比。而与速率常数成反比。lnc/c=-kt+ln clnc/c=-kt+ln c0 0/c/c ln c c0 0/c=kt ln c c0 0/1/2 c c0 0=kt1/2ln 2=kt1/2t1/2=(ln 2)/k=0.693/k 一级反应的特点一级反应的特点第27页，此课件共79页哦放放射射性性元元素素衰衰变变掉掉一一半半

16、数数量量（或或放放射射性性活活度度减减少少到到一一半半）所所需需要要的的时时间间称称为为放放射射性性元元素素的的半半衰衰期期。它它是是放放射射性性元元素素的一种特征常数。的一种特征常数。放射性元素的半衰期放射性元素的半衰期第28页，此课件共79页哦例如例如 的半衰期为的半衰期为8 8 10108 8年，年，的半衰期为的半衰期为2222分钟，分钟，的半衰期为的半衰期为57305730年。某些放射年。某些放射性同位素的衰变可用作估算考古学发现物、性同位素的衰变可用作估算考古学发现物、古代化石、矿物、陨石以及地球年龄的基古代化石、矿物、陨石以及地球年龄的基础础 。如。如 和和 通常用于陨石和矿物通常

17、用于陨石和矿物年龄的估算，年龄的估算，用于确定考古学发现物用于确定考古学发现物和化石的年龄。和化石的年龄。放射性元素的半衰期放射性元素的半衰期第29页，此课件共79页哦 例例：过过氧氧化化氢氢是是一一种种重重要要氧氧化化剂剂，在在医医药药上上（3%H3%H2 2O O2 2）用用作作消消毒毒杀杀菌菌剂剂，在在工工业业上上用用于于漂漂白白毛毛、丝丝、羽羽毛毛等等。纯纯H H2 2O O2 2是是一一种种火火箭箭燃燃料料的的高高能能氧氧化化剂剂，但但它它很很不不稳稳定定，极极易易分分解解。H H2 2O O2 2分分 解解 反反 应应 是是 一一 级级 反反 应应，反反 应应 速速 率率 常常 数

18、数 为为0.0410min0.0410min-1-1。2H2H2 2O O2 2（l l）H H2 2O O（l l）+O+O2 2（g g）1）若从）若从0.500mol0.500mol dmdm-3-3 H H2 2O O2 2溶液开始，溶液开始，1010分分钟后，浓度是多少？钟后，浓度是多少？（2）H H2 2O O2 2在溶液中分解一半需要多长时间在溶液中分解一半需要多长时间？第30页，此课件共79页哦解：（解：（1 1）将有关数据代入下式）将有关数据代入下式 lnc/c=-kt+ln clnc/c=-kt+ln c0 0/c/c 得：得：lnc=0.041minlnc=0.041mi

19、n-1-1 10min10min ln0.500molln0.500mol dmdm-3-3/mol/mol dmdm-3-3 =0.410 =0.410 解得解得c=0.332 molc=0.332 mol dmdm-3-3 （2 2）t t1/21/2=0.693/k=0.693/k =0.693/0.0410 min =0.693/0.0410 min-1-1=16.9min=16.9min第31页，此课件共79页哦 升高温度，往往能加快反应的进行。人升高温度，往往能加快反应的进行。人们归纳了许多实验结果后发现，反应物浓度们归纳了许多实验结果后发现，反应物浓度恒定时，对大多数反应而言，其

20、恒定时，对大多数反应而言，其温度每升高温度每升高10K10K，反应速率大约增加，反应速率大约增加2 24 4倍倍。温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响 Temperature Dependence of Reaction Rates第32页，此课件共79页哦 18891889年年S S ArrheniusArrhenius总结了大量实验事实，总结了大量实验事实，指出反应速率与温度的定量关系为指出反应速率与温度的定量关系为k=Aek=Ae-Ea/RT-Ea/RTA=指前因子指前因子pre-exponential factor(pZ)Ea=活化能活化能activationenergy(J J

21、molmol-1-1)R=气体常数气体常数gasconstant(8.314J/mol-K)T=温度温度temperature(K)阿仑尼乌斯公式阿仑尼乌斯公式ArrheniusEquation第33页，此课件共79页哦对上式取自然对数得对上式取自然对数得lnln（k/kk/k）=Ea/RT+ln+ln（A/AA/A）换成常用对数换成常用对数 lglg（k/kk/k）=Ea/2.303RT+lg+lg（A/AA/A）阿仑尼乌斯公式阿仑尼乌斯公式ArrheniusEquation第34页，此课件共79页哦lnln（k/kk/k）=Ea/RT+ln+ln（A/AA/A）由上式可以看出：由上式可以看

22、出：1.1.在相同温度下，活化能在相同温度下，活化能EaEa越小，其越小，其k k值就值就越大，反应速率也就越快；反之亦然。越大，反应速率也就越快；反之亦然。2.2.对同一反应来说，温度越高，对同一反应来说，温度越高，k k值就越大，值就越大，反应速率也越快反应速率也越快 ；反之，温度越低，；反之，温度越低，k k值就值就越小，反应速率也越慢。越小，反应速率也越慢。阿仑尼乌斯公式阿仑尼乌斯公式ArrheniusEquation第35页，此课件共79页哦 设设k k1 1和和 k k2 2分别表示某一反应在分别表示某一反应在T T1 1和和T T2 2时的时的速率常数，有：速率常数，有：lglg

23、（k k1 1/k/k）=Ea/2.303R Ea/2.303RT T1 1 +lg+lg（A/AA/A）lglg（k k2 2/k/k）=Ea/2.303R Ea/2.303RT T2 2 +lg+lg（A/AA/A）阿仑尼乌斯公式的应用阿仑尼乌斯公式的应用第36页，此课件共79页哦 阿仑尼乌斯公式的应用阿仑尼乌斯公式的应用 将上述两式相减，则得将上述两式相减，则得 lg =-lg =-用上式从两个温度的速率常数或比值用上式从两个温度的速率常数或比值k k2 2/k/k1 1 可以计算活化能可以计算活化能EaEa；反之，若已知活化能；反之，若已知活化能EaEa和某温度下的和某温度下的k k值

24、值 ，可以计算其它温度，可以计算其它温度时的时的k k值。值。第37页，此课件共79页哦例：例：在在H H2 2S S2 2O O3 3浓度相同的情况下，已浓度相同的情况下，已 测得的反应测得的反应H H2 2S S2 2O O3 3=H=H2 2SOSO3 3+S+S（s s）有硫析出并达到同等程度浑浊时所时有硫析出并达到同等程度浑浊时所时 间如下：间如下：293K293K，110s,303K 10s,303K，45.0s45.0s。求此反应的活化能求此反应的活化能EaEa和和313K313K有硫析出并有硫析出并 达到同等程度浑浊时该反应所需时间。达到同等程度浑浊时该反应所需时间。第38页，

25、此课件共79页哦解：解：K K1 1/k/k2 2=110s/45.0s=110s/45.0sEa=2.303RTEa=2.303RT1 1 T T2 2/(T/(T2 2-T-T1 1)lg K)lg K1 1/k/k2 2 =2.303=2.303 8.315J8.315J K K-1-1 mol mol-1-1 lg lg 110s/45.0s110s/45.0s =6.60=6.60 10104 4 J J mol mol-1-1 6.606.60 10104 4 J J mol mol-1-1=2.303=2.303 8.315 J8.315 J K K-1-1 molmol-1-1

26、 313K303K/(313K-303K)lgts/45.0s 313K303K/(313K-303K)lgts/45.0s解得：解得：t=19.5st=19.5s第39页，此课件共79页哦 反应速率随温度变化的五种类型反应速率随温度变化的五种类型温度温度速速率率温度温度速速率率爆炸反应爆炸反应一般反应一般反应第40页，此课件共79页哦 反应速率随温度变化的五种类型反应速率随温度变化的五种类型温度温度速速率率温度温度速速率率HC氧化反应氧化反应酶反应酶反应第41页，此课件共79页哦 反应速率随温度变化的五种类型反应速率随温度变化的五种类型温度温度速速率率2NO+O2=2NO2第42页，此课件共

27、79页哦 能改变反应速率而本身在反应前后质能改变反应速率而本身在反应前后质 量和化学组成均没有变化的物质叫做量和化学组成均没有变化的物质叫做催催化剂化剂。凡能加快反应速率的催化剂，叫做凡能加快反应速率的催化剂，叫做正催正催化剂化剂，即一般所说的催化剂。，即一般所说的催化剂。凡能降低反应速率的叫做凡能降低反应速率的叫做负催化剂负催化剂。催化剂改变反应速率的作用叫做催化剂改变反应速率的作用叫做催化作用催化作用。催化剂催化剂 Catalysts第43页，此课件共79页哦 碰撞理论碰撞理论 Collision Theory第44页，此课件共79页哦 过渡状态理论过渡状态理论 Transition St

28、ate Theory第45页，此课件共79页哦 改变了反应途径，降低了反应的活化能。改变了反应途径，降低了反应的活化能。催化剂为什么能加快反应速率催化剂为什么能加快反应速率第46页，此课件共79页哦 正反应的催化剂也必然是逆反应的催化正反应的催化剂也必然是逆反应的催化剂。剂。催化剂只能加速热力学上可能进行的反应催化剂只能加速热力学上可能进行的反应。催化剂具有特殊的选择性。催化剂具有特殊的选择性。催化剂的特点催化剂的特点第47页，此课件共79页哦催化剂在工业生产上有十分广泛的应用，催化剂在工业生产上有十分广泛的应用，化工生产中化工生产中85%85%左右的化学反应需要使用左右的化学反应需要使用催化

29、剂。催化剂。象无机化工原料硝酸、硫酸的生产，合象无机化工原料硝酸、硫酸的生产，合成氨，汽油、煤油、柴油的精制，塑料、成氨，汽油、煤油、柴油的精制，塑料、橡胶以及化纤单体的合成与聚合等等都橡胶以及化纤单体的合成与聚合等等都是随工业催化剂的研制成功才得以推广是随工业催化剂的研制成功才得以推广应用的。应用的。催化剂的应用催化剂的应用第48页，此课件共79页哦N2(g)+3H2(g)2NH3(g)合成氨合成氨铁触媒铁触媒5000C,2107510Pa第49页，此课件共79页哦 此外，还有许多为人们所关注的现象都此外，还有许多为人们所关注的现象都有与催化作用有关。例如，生物体内的新陈有与催化作用有关。例

30、如，生物体内的新陈代谢都是代谢都是酶催化反应酶催化反应；大气臭氧层的破坏、大气臭氧层的破坏、酸雨的形成、汽车尾气的净化酸雨的形成、汽车尾气的净化等都涉及到等都涉及到催化作用。催化作用。催化剂的应用催化剂的应用第50页，此课件共79页哦 大气臭氧层的破坏大气臭氧层的破坏第51页，此课件共79页哦 酸雨的形成酸雨的形成二氧化硫的催化氧化二氧化硫的催化氧化2SO22H2OO2H2SO4MnSO4、FeSO4、MnCl4、FeCl2等等金属盐金属盐可催化此反应。可催化此反应。第52页，此课件共79页哦酶酶是是一一类类由由细细胞胞产产生生的的、以以蛋蛋白白质质为为 主主要成分的、具有催化活性的生物催化剂

31、。要成分的、具有催化活性的生物催化剂。几千年来，酶一直在人类的生产实践和生几千年来，酶一直在人类的生产实践和生活实践中扮演着重要角色，从酿酒、制酱、活实践中扮演着重要角色，从酿酒、制酱、造醋到消化食物无不得益于酶的生物催化造醋到消化食物无不得益于酶的生物催化功能。功能。生物催化剂酶生物催化剂酶biologicalcatalystsenzymes第53页，此课件共79页哦 生物酶的应用生物酶的应用BakingBrewingDairyproducts酿酒酿酒烘焙烘焙乳制品乳制品第54页，此课件共79页哦 固固 氮氮 酶酶 Nitrogen Fixation Enzymes Nitrogen Fix

32、ation Enzymes 豆科植物根部豆科植物根部长有根瘤，根瘤菌中存在固氮有根瘤，根瘤菌中存在固氮酶，在常，在常温常温常压下能将空气中的氮气下能将空气中的氮气转化化为氨氨第55页，此课件共79页哦 多相反应多相反应链反应链反应光化反应光化反应 几种类型的反应几种类型的反应第56页，此课件共79页哦 体体系系中中任任何何具具有有相相同同物物理理性性质质和和化化学学性性质质的的部部分分称称为为一一个个相相。相相与与相相之之间间有有界界面面隔隔开开，越过相界面时，性质发生突变。越过相界面时，性质发生突变。相的概念相的概念 PhasePhase第57页，此课件共79页哦气态均匀体系。气态均匀体系。

33、液态互溶，均匀体系。液态互溶，均匀体系。例如例如 H H2 2SOSO4 4=0.5mol=0.5mol m m-3-3的溶液的溶液不不互溶，多相体系。互溶，多相体系。例例如如水水和和油油的的混混合合物物是是二二相相，水水、油油和和汞汞的的混混合物是三相）。合物是三相）。固态除固溶体（固态溶液）外，有多固态除固溶体（固态溶液）外，有多 少种纯固态物质，便有多少相。少种纯固态物质，便有多少相。相与状态相与状态 Phase&State Phase&State 第58页，此课件共79页哦与与均均相相反反应应的的速速率率不不同同，多多相相反反应应的的速速率率既既依依赖赖化化学学因因素素，又又依赖依赖物

34、理因素物理因素。多相反应多相反应 Multiphase ReactionMultiphase Reaction 第59页，此课件共79页哦以煤的燃烧反应为例，整个燃烧反应至以煤的燃烧反应为例，整个燃烧反应至少可分为三个步骤：少可分为三个步骤：反应物靠近表面；反应物靠近表面；在表面上发生化学反应；在表面上发生化学反应；反应产物从表面上离去。反应产物从表面上离去。其中其中、步骤的速率取决于煤的比表步骤的速率取决于煤的比表 面大小和氧气对流及扩散的快慢，属于面大小和氧气对流及扩散的快慢，属于 物理因素；物理因素；为化学因素。为化学因素。影响多相反应速率的因素影响多相反应速率的因素第60页，此课件共7

35、9页哦最最终终决决定定反反应应速速率率的的其其中中最最慢慢的的一一步步，称称为为控控制制步骤步骤。由由于于煤煤的的燃燃烧烧反反应应所所需需活活化化能能不不大大，因因而而增增大大煤煤的的比比表表面面和和加加强强氧氧气气的的对对流流，将将有有利利于于反反应应的的进进行。行。活活化化能能很很大大的的反反应应其其控控制制步步骤骤为为第第二二步步化化学学反反应应本本身身。例例如如，在在潮潮湿湿空空气气中中，氧氧对对铁铁的的氧氧化化不不会由于增加金属表面空气的供给而加速。会由于增加金属表面空气的供给而加速。控制步骤控制步骤 RateDeterminingStep第61页，此课件共79页哦微微细细分分散散的

36、的可可燃燃物物质质，如如面面粉粉厂厂、纺纺织织厂厂、煤煤矿矿中中的的“粉粉尘尘”，超超过过安安全全系系数数时时会会快快速速氧氧化化燃燃烧烧，甚甚至引起爆炸事故。至引起爆炸事故。19871987年青岛棉纺厂年青岛棉纺厂粉尘爆炸粉尘爆炸，烧毁一个车间及烧毁一个车间及150台纺织机器，直接损失台纺织机器，直接损失92万元，万元，死亡死亡3人。人。19871987年年3 3月月1515日凌晨日凌晨2 2时时3939分，我国最大的麻纺企分，我国最大的麻纺企业哈尔滨亚麻厂发生业哈尔滨亚麻厂发生粉尘爆炸粉尘爆炸事故，死亡事故，死亡5858人、伤人、伤8282人、直接经济损失人、直接经济损失650650万元。

37、万元。粉尘爆炸粉尘爆炸 第62页，此课件共79页哦链反应又称连锁反应，它是包括大链反应又称连锁反应，它是包括大量反复循环的连串反应的复合反应。量反复循环的连串反应的复合反应。链反应链反应 chain reaction chain reaction 第63页，此课件共79页哦链反应过程中出现一些高活性的微粒。例链反应过程中出现一些高活性的微粒。例如自由基如自由基,即具有不成对价电子的原子或原即具有不成对价电子的原子或原子团。象子团。象H H（原子氢）、（原子氢）、HOHO（氢氧基）、（氢氧基）、CHCH3 3（甲基）等。（甲基）等。自自由由基基不不稳稳定定，一一但但产产生生，它它们们往往往往能能

38、和和其其它它分分子子作作用用生生成成产产物物再再加加上上自自由由原原子子或或自自由由基基。这这个个过过程程一一旦旦引引发发，便便会会自自动动地地进进行行下下去去，如如一一条条锁锁链链，一一环环扣扣一一环环，直直至至反反应应停止。停止。自由基自由基 FREE RADICALSFREE RADICALS第64页，此课件共79页哦链链反反应应一般包括三个一般包括三个阶阶段：段：链链的引的引发发链链的的传递传递链链的的终终止止 链反应的阶段链反应的阶段第65页，此课件共79页哦这这是由起始分子藉光、是由起始分子藉光、热热、辐辐射或引射或引发剂发剂等到外因作用而裂解生成自由原等到外因作用而裂解生成自由原

39、子或自由基的反子或自由基的反应阶应阶段。段。这这一步所需一步所需活化能活化能较较高，与断裂化学高，与断裂化学键键的能量同的能量同一数量一数量级级。如：。如：ClCl2 2+hv+hvClCl+Cl+Cl 链的引发链的引发第66页，此课件共79页哦链链的的传传递递：自自由由原原子子或或自自由由基基参参与与反反应应，反反应应结结果果又又产产生生新新的的自自由由原原子子或或自自由由基基 ，如如此此一一环环接接一一环环地地传传递递下下 去去。活活 化化 能能 较较 小小，一一 般般 小小 于于40KJ40KJ molmol-1-1。ClCl+H+H2 2 HCl+H HCl+H H H+Cl+Cl2

40、2 HCl+Cl HCl+Cl 链的传递链的传递第67页，此课件共79页哦链链的的终终止止：自自由由基基彼彼此此结结合合成成稳稳定定基基团团、被被反反应应器器吸吸附附或或与与反反应应体体系系中中惰惰性性质质点点碰碰撞撞而而失失去去活活性性，都都可可引引起起链链终终断断。此此步反步反应应的活化能的活化能较较小，有小，有时为时为零。零。链链的的终终止止 ClCl+Cl+Cl Cl Cl2 2 链的终止链的终止第68页，此课件共79页哦链链反反应应又又分分直直链链反反应应和和支支链链反反应应两两大大类类。直直链链反反应应每每进进行行一一步步，消消耗耗掉掉的的活活泼泼微微粒粒数数目目与与新新生生成成的

41、的活活泼泼微微粒粒数数目目相相等等，反反应应象象链链条条一一样样连连续续进进行行，比比如如HClHCl生成反应。生成反应。链反应的类型链反应的类型第69页，此课件共79页哦支支链链反反应应每每进进行行一一步步，生生成成的的活活泼泼微微粒粒数数多多于于消消耗耗掉掉的的活活泼泼微微粒粒数数，反反应应体体系系中中的的活活泼泼微微粒粒迅迅速速增增多多，反反应应速速率率也也急急剧剧加加快快，最最后后可可以以达达到到爆爆炸炸的的程度。程度。支链反应支链反应第70页，此课件共79页哦例如氢和氧的反应：例如氢和氧的反应：链的引发链的引发 H H2 2+O+O2 2 HOHO2 2+H+H 链的传递链的传递 H

42、 H2 2+HO+HO2 2 HO HO +H+H2 2O O H H2 2+HO+HO H H +H+H2 2O O H H+O+O2 2 HO HO +O+O O O+H+H2 2 HO HO +H+H 链的终止链的终止 OHOH2 2+M +M 消毁消毁 H H+M +M 消毁消毁 HOHO+M +M 消毁消毁 自由基自由基+自由基自由基消毁消毁 M M代表不参与反应的第三体，如器壁和其它惰性质点。代表不参与反应的第三体，如器壁和其它惰性质点。支链反应支链反应第71页，此课件共79页哦按爆炸的原因可分成按爆炸的原因可分成热爆炸热爆炸、链爆炸链爆炸、核爆炸核爆炸等三类。等三类。链链爆爆炸炸

43、是是由由支支链链反反应应引引起起的的，但但并并非非所所有有的的支支链链反反应应都都会会发发生生爆爆炸炸。因因为为链链是是会会中中断断的的，既既可可以以和和器器壁壁碰碰撞撞，也也可可以以和和惰惰性性质质点点碰碰撞撞而而销销毁毁，只只要要链链的的销销毁毁速速率率等等于于或或大大于于其其产产生生速速率率，反应就能以平稳的速率进行。反应就能以平稳的速率进行。在在氢氢氧氧混混合合气气体体中中，当当氢氢的的体体积积百百分分数数在在4 494%94%就就会会发发生生爆爆炸炸。4%4%为为氢氢在在氧氧中中的的爆爆炸炸低低限限，后后者者94%94%为为爆爆炸炸高高限限。氢和空气混合的爆炸低限氢和空气混合的爆炸低

44、限4.1%4.1%，高限为，高限为74%74%。爆炸爆炸反应反应第72页，此课件共79页哦在光的作用下进行的化学反应称为在光的作用下进行的化学反应称为光光化反应化反应或光化学反应。或光化学反应。如胶片的感光，植物的光合作用，如胶片的感光，植物的光合作用，大气中大气中O O2 2转变为转变为O O3 3和光化学烟雾的形和光化学烟雾的形成等都涉及到光化反应。成等都涉及到光化反应。光化反应光化反应photochemicalreaction第73页，此课件共79页哦靠分子热运动聚积足够的碰撞动能而引起的化学靠分子热运动聚积足够的碰撞动能而引起的化学反应，称为热化学反应，简称反应，称为热化学反应，简称热

45、反应热反应。通过电流引起的化学反应称为通过电流引起的化学反应称为电化学反应电化学反应。热是体系与环境交换的无序能量，电和光则是体热是体系与环境交换的无序能量，电和光则是体系与环境交换的有序能量。热反应只能在系与环境交换的有序能量。热反应只能在 rG0rG0rG0的反应也能发生。的反应也能发生。光化反应光化反应 热反应热反应 电化学反应电化学反应第74页，此课件共79页哦光合作用：光合作用：6CO6CO2 2+6H+6H2 2O CO C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 r rG Gm m=2245KJ=2245KJ molmol-1-1 在日光照射下，绿色植物中的在日光照射下

46、，绿色植物中的叶叶绿绿素将素将COCO2 2和和H H2 2O O化化合成碳水化合物合成碳水化合物质质和氧气。和氧气。COCO2 2和和H H2 2O O不能吸收波不能吸收波长长400400700nm700nm的太阳光，而叶的太阳光，而叶绿绿素能素能够够吸收，吸收，所以叶所以叶绿绿素起光合作用的催化素起光合作用的催化剂剂（也叫光敏（也叫光敏剂剂）的作用。的作用。光合作用光合作用叶绿素叶绿素photosynthesisphotosynthesis第75页，此课件共79页哦有有些些自自发发进进行行的的化化学学反反应应可可以以发发光光，将将化化学学能能转转化化成成光光能能。常常温温下下化化学学能能转

47、转化化成成光光能能的的现现象象称称为为化化学学发发光光。如如萤萤火火虫虫尾尾部部的的荧荧光光素素被被氧氧化化时时可可发发光光，黄黄磷磷在在空空气气中中氧氧化化时时的的发发光光等等均均为为化化学发光。学发光。化学发光化学发光Chemiluminescence第76页，此课件共79页哦 萤火虫萤火虫体内的体内的虫萤虫萤光素遇到氧气时，即光素遇到氧气时，即可经由其体內的生理机制，使可经由其体內的生理机制，使虫萤虫萤光素进光素进行下列反应，同时将能量以光的形式放行下列反应，同时将能量以光的形式放出。出。萤火虫萤火虫发光发光第77页，此课件共79页哦光棒在它的塑料管內有苯基草酸酯、染料光棒在它的塑料管內有苯基草酸酯、染料及一根玻璃管。玻璃管內则有溶在磷苯二甲酸及一根玻璃管。玻璃管內则有溶在磷苯二甲酸酯中的过氧化氢。在使用時将光棒轻轻一折，酯中的过氧化氢。在使用時将光棒轻轻一折，即可使装有过氧化氢的小管压破，用力搖晃后，即可使装有过氧化氢的小管压破，用力搖晃后，反应物混合就可看到光线。反应物混合就可看到光线。光棒光棒发光的原理发光的原理第78页，此课件共79页哦掌握了解反应速率基本定义反应速率基本定义多相反应多相反应质量作用定律质量作用定律链反应链反应反应级数反应级数光化反应光化反应阿仑尼乌斯公式阿仑尼乌斯公式活化能活化能催化作用催化作用第79页，此课件共79页哦