2007年新化一中高中化学奥林匹克竞赛辅导资料第六章化学反应速率与化学平衡
【竞赛要求】反应速率基本概念。反应级数。用实验数据推求反应级数。一级反应积分式及有关计算(速率常数、半衰期、碳14法推断年代等等)。阿累尼乌斯方程及计算(活化能的概念与计算;速率常数的计算;温度对速率常数影响的计算等)。活化能与反应热的关系。反应机理一般概念。推求速率方程。催化剂对反应影响的本质。标准自由能与标准平衡常数。平衡常数与温度的关系。平衡常数与转化率。利用平衡常数的计算。热力学分解温度(标态与非标态)。克拉贝龙方程及其应用(不要求微积分)。【知识梳理】一、化学反应速率(一)反应速率及其表示方法在化学反应中,某物质的浓度(物质的量浓度)随时间的变化率称反应速率。反应速率只能为正值,且并非矢量。1、平均速率用单位时间内,反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
ct
2N2O54NO20030030O2000750075
(71)
当△c为反应物浓度的变化时,取负号;△c为生成物浓度的变化时,取正号。如:反应前浓度moldm
-3-3-3
210195015100
100s后浓度moldm变化所需时间△ts
浓度变化△cmoldm
N2O5
cN2O5tt
015---15×3moldm3s110100
NO2
cNO2
030---30×3moldm3s110100
O2
cO2t
0075---75×4moldm3s110100
显然,以上计算所得的反应速率是在时间间隔为△t时的平均速率,他们只能描述在一定时间间隔内反应速率的大致情况。2、瞬时速率若将观察的时间间隔△t缩短,它的极限是△t0,此时的速率即为某一时刻的真实速率瞬时速率:
瞬时
cdc)1tdt△t0
lim(
(72)
f对于下面的反应来说,aAbBgGhH其反应速率可用下列任一表示方法表示:
dcdcAdcBdc,,G,Hdtdtdtdt
注意:这几种速率表示法不全相等,但有下列关系:
dcdc11dc1dcH1ABGgbhadtdtdtdt
(73)
瞬时速率可用实验作图法求得。即将已知浓度的反应物混合,在指定温度下,每隔一定时间,连续取样分析某一物质的浓度,然后以ct作图。求某一时刻时曲线的斜率,即得该时刻的瞬时速率。(二)反应速率理论简介1、碰撞理论化学反应的发生,总要以反应物之间的接触为前提,即反应物分子之间的碰撞是先决条件。没有粒子间的碰撞,反应的进行则无从说起。看如下计算数据。有反应:2HI(g)→H2(gr