随着空气中的二氧化硫的浓度的增加使得酸雨的浓度也在增加.结果，文物被腐蚀的速度也在加快.

1. 2.3　化学动力学－－化学反应速率(Chemical Kinetics—Chemical Reaction Rate) 随着空气中的二氧化硫的浓度的增加使得酸雨的浓度也在增加.结果，文物被腐蚀的速度也在加快.

2. 2.3化学动力学－－化学反应速率 (Chemical Kinetics—Chemical Reaction Rate) 2.3.1 化学反应速率的表示方法 expression method of chemical reaction rate 2.3.2 影响化学反应速率的因素 influential factors on chemical reaction rate 2.3.3 反应速率理论简介 briefly introductory to reaction rate theory

3. 2.3.1 化学反应速率的表示方法 expression method of chemical reaction rate 1. 反应速率(Reaction rate)的定义： 给定条件下单位时间单位体积内发生的反应进度。 即对于反应 时间常用 s，min， h，d，a作单位 (mol·dm-3·s-1) 定义： υ= (mol·L-1·s-1)

4. 2.反应速率的两种表示方法：平均速率（average 2.反应速率的两种表示方法：平均速率（average rate）和瞬时速率（instaneous rate） 平均速率 瞬时速率 通常可用作图法求得瞬时速率：画出某物质的c-t曲线。曲线上一点切线的斜率的负值就是对应于横坐标该t时的瞬时速率。 2N2O5 →4NO2+O2

5. 但需注意：作图法求出的仅为υB ，而非整个反应的υ。 整个反应的υ＝ υB/νB。 如对于反应：2N2O5（g）→ 4NO2（g）+O2 （g）

6. 2.3.2 影响化学反应速率的因素 influential factors on chemical reaction rate ●内因：反应的本性，是主要因素—不能人为控制。 ●外因：浓度、压力、温度、催化剂、外场、接触面 　　　　等，是次要因素—但可人为控制。 白磷在纯氧气中燃烧 白磷在含20%的氧气中燃烧

7. 1.浓度的影响和反应级数 对元反应（即一步完成的反应，又称基元反应） 其速率方程为： 即质量作用定律 意义：反应速率与反物浓度(以其化学计量系数为指数)的乘积成正比。 k-速率常数(Rate constant)：反应物浓度为单位浓度时的反应速率。k只与T有关，与c无关。 k-单位：因总反应级数n（n=a+b） 值不同而异。 a-反应物A的反应级数　　b-反应物B的反应级数

8. 注意：只有元反应可直接由反应方程式写出反应 速率方程。 涉及反应机理 非元反应(nonelementary reaction)---由两个或两个以上元反应构成的化学反应，又称复合反应(complex reaction) 非元反应的速率方程，只能由实验测定(往往不遵从质量作用定律)，少数例外。 如：H2(g) + I2(g) = 2HI(g)为复合反应，但其 速率方程为 复合反应的速率方程一般由“慢速步骤”决定

9. 如, H2(g) + I2(g) =2HI(g) 实际是两步完成 I2(g) = I(g) + I(g) H2(g) + I(g) + I(g) = HI(g) + HI(g) 通过实验可以找出决速步骤(Rate determining step) A2→ 2ASlow reaction A2+B → A2B 2A+B→A2B Fast reaction 所以υ= k c(A2) 复杂反应的速率方程只能通过实验获得，即使由实验测得的反应级数与反应方程式中反应物计量之和相等，该反应也不一定就是基元反应.

10. 介绍一种速率方程的确定方法—初始速率法 对反应NH4+(aq) + NO2-(aq) → N2(g) + 2H2O(l), 其组成初始浓度如下： Initial Initial concentration concentration Initial Experiment of NH4+of NO2-rate(mol/L·s) 1 0.100 mol/L 0.005 mol/L 1.35×10-7 2 0.100 mol/L 0.010 mol/L 2.70×10-7 3 0.200 mol/L 0.010 mol/L 5.40×10-7

11. 由实验1和2可知： Rate1 = 1.35×10-7 mol·L-1 ·s-1 = k (0.100 mol ·L1)n(0.005 mol·L-1 )m Rate2 = 2.70×10-7 mol·L-1 ·s-1 = k (0.100 mol ·L1)n(0.010 mol·L-1 )m Rate2 : Rate1 = 2.00 = (2.0)m ∴ m = 1 同理可得n = 1 ∴ v = k c(NH4+) c(NO2-) k = 1.35×10-7 mol·L-1 ·s-1 / (0.100 mol ·L1)(0.005 mol·L-1 ) = 2.7 ×10-7 mol·L-1 ·s-1

12. 当c= c0时： 一级反应： 半衰期→ 半衰期（half life period）： 当反应物A 的转化率为50%时 所需的反应时间称为半衰期,用t1/2表示。t1/2与浓度无关。

13. 这一方法常被用于考古研究. 例如用于测定埃及一古墓、古书卷(P71例2.8)等的年代； 美国科学家利比因发明利用测定放射性14C确定地质年代的方法获1960年诺贝尔奖. 一级反应特点： ①lnc-t图为直线，斜率为-k； ②半衰期t1/2与反应物起始浓度c0无关； ③k具有(时间)-1的量纲(SI单位为s-1)。

14. CH2 ●重排反应H2C – CH2 → CH3CH=CH2 ●分解反应CH3CH2Cl(g) → H2C=CH2(g)+HCl(g) ●放射性衰变反应 一级反应的 lnc-t图

15. 指前因子 活化能 Arrhenius公式 显然 为直线关系，直线的斜率为-Ea / R， 直线的截距为lnA 1889年 2. 温度的影响 和Arrhenius公式 Ea—指活化分子平均能量与反应物分子平均能 量之差

16. 不同之处？ 范特霍夫等压方程： Arrhenius公式： 若已知 T1, k1, T2, k2, 可求出Ea 指出：并非所有反应都符合Arrhenius公式!如爆炸反应、酶催化反应等。

17. ● 对同一反应,升高一定温度,在 高温区值k增加较少. 应用Arrhenius方程时，还应注意到下列问题： ● Ea处于方程的指数项中,对k有显著影响,在室 温下,每增加 4kJ·mol-1, k值降低约80% ● 温度升高,k增大,一般反应温度每升高10℃, k将 增大2~4倍 ● 对不同反应,升高相同温度,Ea大的反应k增大的 倍数多(即具有较大的温度系数).

18. 3. 催化剂的影响 能改变反应速率，而其本身性质、质量、组成在反应保持不变的物质。 催化剂： ①对可逆反应，可同时改变V正、V逆，从而只改变到达化学平衡的时间； 特点： ②只改变反应途径，不改变反应方向； ③不改变反应始、终态； ΔH、ΔS、 ΔG、ΔU不变 ④选择性—专一性 如酶：高选择性、高催化活性、条件温和

19. 催化剂可降低Ea, 改变反应途径，提高反应速率

20. 4. 反应物之间的接触状况对反应速率的影响 ●气相或溶液中进行的化学反应不考虑接触状况 ●固体参加，其接触面积和形状不可忽视 人们很难看到煤块或面粉爆炸的报导,但煤矿和面粉厂的粉尘爆炸却不乏其例. 铁与盐酸的反应 铁钉 铁粉

21. 2.3.3 反应速率理论简介 briefly introductory to reaction rate theory 1. 碰撞理论 要点如下： ①反应发生的先决条件：反应物分子间有碰撞 ②反应发生的充分条件：只有具有较高能量分子 (称活化分子)的碰撞—称有效碰撞，才有可能发 生化学反应 ③反应速率主要决定于单位时间内有效碰撞次 数( f ) Ea ↓, 活化分子数↑，f↑, υ ↑, ④对有些物种而言,碰撞的几何方位要适当

22. Example Question1 对于反应NO2 + CO → NO + CO2 试解释c、p、T等对υ的影响？

23. 浓度对反应速率的影响： 反应速率∝碰撞次数∝反应物浓度

24. 2.过渡状态理论(活化配合物理论) 要点：在反应物旧化学键的断裂与生成物新化学键的形成 　　过程中将形成一种过渡态化合物（称为活化络合物） A+B-C →[A‥· B ‥· C]* →A-B+C 反应物 (始态) 活化络合物 (过渡态) 产物 (终态) 或：当运动着的两种（或多种）反应物分子逐渐接近并落入对方的影响范围之内（不一定要发生碰撞）而形成的处于反应物与产物之间的一种结合状态. 过渡状态又叫活化络合物（activated complex）.

25. 例如：反应2BrNO→ON-Br…Br-NO → 2NO +Br2 反应过程的能量变化如下图所示： ←ΔrHm

26. 化学反应过程中能量的变化 吸热反应 放热反应

27. 反应过程的能量变化形象图： 解释： ●不同反应： Ea不同，υ也不同； ●升温： 使具有Ea的分子数↑， f↑, υ ↑ ； ●催化剂： 改变Ea(如↓)，则f↑, υ ↑ ； ●浓度：？？

28. 活化能Ea可通过实验测定，也可通过计算得到。不同反应Ea不同，如活化能Ea可通过实验测定，也可通过计算得到。不同反应Ea不同，如 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g), Ea=251 kJ·mol-1 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g), Ea=175.5 kJ·mol-1 HCl + NaOH → NaCl+H2O, Ea≈20 kJ·mol-1 ▲ 离子反应和沉淀反应的Ea都很小 ▲ 一般认为Ea小于63 kJ·mol-1的为快速反应 ▲ 小于40 kJ·mol-1和大于400kJ·mol-1的都很难测定出

29. 3.加快反应速率的方法 ●增大反应物浓度 ●升高反应温度 --适当 ●降低活化能Ea—加入催化剂 4.热力学稳定性与动力学稳定性 ●热力学稳定性： 指系统或化合物是否容易发生变化。 用ΔG衡量 ●动力学稳定性： 指系统或化合物发生变化速度的快慢。 用速率υ衡量

30. ●系统的热力学稳定性与动力学稳定性关系： Δ一个热力学稳定系统在动力学上也是　稳定的，如水的热稳定性。 Δ一个热力学不稳定系统，在动力学上　不一定不稳定。 如：CO(g)+ NO(g) = CO2(g)+ 1/2N2 (g) ΔrGmƟ(298K)=-343.74kJ.mol-1KƟ=1.68×1060

31. ●化学反应速率与化学平衡的综合应用 以合成氨为例：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 理论反应条件： 低温、加压. 但低温时反应速率小. 在实际生产中条件： ①T =(460 ~ 550)℃ ②32MPa ③使用铁系催化剂

32. Question1 小结： 反应速率表达式 反应 2W+X → Y+Z哪种速率表达式是正确的？

33. Question2 反应速率方程式 对臭氧转变成氧的反应 2O3(g) → 3O2(g) 其历程为： O3→ O2+O （快） O+O3→ 2O2（慢） 适合此历程的速率方程是什么？ Solution • kc(O3)2 b. kc(O3)c(O) • c. kc(O3)2c(O2) d. kc(O3)2c(O2)-1

34. Question3 影响化学反应速率的因素有哪些？ ● 内因：毫无疑问，反应速率首先决定于反应物 　　　　 本身的性质. ● 外因： 浓度 　 温度 催化剂 接触面积

35. 2.3.4大气污染基本知识 一、大气、空气和大气污染 1.大气 大气是指包围在地球周围的气体，其厚度达1000-1400km。

36. 大气的垂直分布图

37. 空气的组成 2.空气：指近地面约10k内的气体层。

38. 3.大气污染 由于人类的生活、生产和活动使清洁的大气中混入各种污染物，并达到一定程度，致使大气质量发生变化，自然的物理、化学和生态平衡体系遭到破坏，对人类生活、工作、健康造成了急性和慢性危害，并对财产和器物造成损害，这就是大气污染。

39. 二、大气污染对人和生物的危害 1.急性作用 指人体受到污染物的空气侵袭后，在短时间内即表现出不适或中毒症状的现象。 2.慢性作用 指人体在低污染物浓度的空气长期作用下产生的慢性危害。

40. 三、大气污染问题： 酸雨、温室效应、臭氧层破坏、光化学烟雾等 四、大气污染的控制与防治：

41. 复习思考题： P104-106：1(1)-(4)、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、19、23 P106-110：1(1)-(6)、2、3(1)(2)、4、5、6(提示)7、8、10、11、14、16、23 作业： P108-110：9、12、13、15、18