化学反应速率-(2)省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

化学反应速率化学反应速率Chemical ReactionRates第1页化学热力学化学热力学化学动力学化学动力学反应可能性反应可能性热化学热化学方向和程度方向和程度反应速率反应速率反应机理反应机理反应现实性反应现实性反应自发进行趋势大，不一定反应速率反应自发进行趋势大，不一定反应速率就快。就快。不能用不能用 rGrG大小来判断反应快慢。大小来判断反应快慢。第2页 有些化学反应速率很快有些化学反应速率很快炸炸药药爆爆炸炸、水水溶溶液液中中酸酸碱碱反反应应、感光反应等瞬间即可完成。感光反应等瞬间即可完成。第3页反反应应釜釜中中乙乙烯烯聚聚合合过过程程需需要要数数小小时时，室室温温下下塑塑料料或或橡橡胶胶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形形成成要经过几十万年时间。要经过几十万年时间。有些化学反应速率较慢有些化学反应速率较慢第4页 不一样化学反应，反应速不一样化学反应，反应速率不一样，同一反应在不一样率不一样，同一反应在不一样条件下进行时反应速率也不相条件下进行时反应速率也不相同。怎样定量地表示一个化学同。怎样定量地表示一个化学反应快慢呢？反应快慢呢？怎样表示化学反应快慢怎样表示化学反应快慢第5页 反应速率基本定义反应速率基本定义化化学学反反应应速速率率可可用用反反应应进进度度随随时时间间改改变变率率来来表表示示。其其数数学学表表示示式式为：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页对于普通化学反应：对于普通化学反应：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对有限量改变对有限量改变 =B B-1-1 n nB B/t t 反应速率基本定义反应速率基本定义第7页若若反反应应体体系系体体积积为为V V，且且不不随随时时间间而而改改变变，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instantaneous rate：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 对有限量改变对有限量改变 平均速率平均速率average rate：v v =B B-1-1 C CB B/t t vSI vSI单位为单位为molmol m m-3-3 s s-1-1 定容体系反应速率定容体系反应速率第8页 这这么么定定义义反反应应速速率率v v与与物物质质选选择择无无关关。对对同同一一个个化化学学反反应应，不不论论选选取取哪哪一一个个反反应应物物或或产产物物来来表表示示反反应速率，都得到相同数值应速率，都得到相同数值。反应速率基本定义特点反应速率基本定义特点第9页 举举 例例 说说 明明比如，对于反比如，对于反 2N 2N2 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表示反应速率为多少？第10页 举举 例例 说说 明明 N N2 2O O5 5NONO2 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 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页影响反应速率原因除反应物本质、影响反应速率原因除反应物本质、浓度浓度、温度温度外，还有外，还有催化剂催化剂、反应、反应物聚集状态、反应介质和光照等。物聚集状态、反应介质和光照等。影响化学反应速率原因影响化学反应速率原因第13页 浓度对反应速浓度对反应速率影响与反应历程率影响与反应历程相关。相关。基元反应基元反应 复合反应复合反应 浓度对反应速率影响浓度对反应速率影响第14页 反反应应物物分分子子直直接接碰碰撞撞而而发发生生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反应，故又称反应，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 elementary reaction第15页 由由两两个个或或两两个个以以上上基基元元反反应应组组成成化化学学反反应应，称为称为复合反应复合反应。如反应。如反应2NO+O2NO+O2 2 2NO 2NO2 2有些人认为它是由以下两个基元反应组成，所有些人认为它是由以下两个基元反应组成，所以是复合反应以是复合反应2NO+O2NO+O2 2 N N2 2O O2 2 （快）（快）N N2 2O O2 2+O+O2 2 2NO 2NO2 2 （慢）（慢）复复 合合 反反 应应overallreactions第16页当温度不变时，若反应当温度不变时，若反应aA+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，又称质量质量作用定律表示式作用定律表示式。质量作用定律质量作用定律law of mass action 第17页 k叫做叫做速率常数速率常数。取决于反应物本。取决于反应物本性，反应温度和催化剂等，但与浓度无性，反应温度和催化剂等，但与浓度无关。关。不一样反应在同一温度下，不一样反应在同一温度下，k值不值不一样；同一反应在不一样温度或有没有一样；同一反应在不一样温度或有没有催化剂不一样条件下，催化剂不一样条件下，k值亦不一样。值亦不一样。同一反应仅改变反应物浓度，其同一反应仅改变反应物浓度，其k值不值不变。变。速率常数速率常数rate constant第18页当当A A和和B B浓度均为浓度均为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所选所选定各自单位定各自单位。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时反应速率，故又称为时反应速率，故又称为反应比反应比速速。在同一温度下，可用。在同一温度下，可用k k大小来比较不大小来比较不一样反应反应速率大小。一样反应反应速率大小。反反 应应 比比 速速第19页 非基元反应速率方程式中，浓度方非基元反应速率方程式中，浓度方次和反应物系数不一定相符，不能由化次和反应物系数不一定相符，不能由化学反应方程式直接写出，而要由试验确学反应方程式直接写出，而要由试验确定。定。复杂反应速率方程复杂反应速率方程第20页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，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 v=kcv=kcA A c cB B 称为称为A分级数，分级数，称为称为B分级数，分别表分级数，分别表示示A、B浓度对反应速率影响程度。浓度对反应速率影响程度。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数值完全是由数值完全是由试验测定，它们值能够是零、正整数、分试验测定，它们值能够是零、正整数、分数或负数。数或负数。反反 应应 级级 数数第22页 n=n=+=0 =0 零级反应零级反应ZerothOrderReaction n=n=+=1 =1 一级反应一级反应 FirstZerothOrderReaction n=n=+=2 =2 二级反应二级反应 SecondOrderReaction 反反 应应 级级 数数第23页 比如，在比如，在V V2 2O O5 5晶体表面上晶体表面上COCO燃烧反应燃烧反应2CO2CO（g g）+O+O2 2（g g）2CO2CO2 2（g g）试验测得试验测得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24页 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浓度关系为：物浓度关系为：v=k1c 上式经积分后得到一级反应公式为上式经积分后得到一级反应公式为 lnc/c=-kt+lnclnc/c=-kt+lnc0 0/c/c式中：式中：c c0 0 反应物初浓度反应物初浓度 c 反应物反应物t时刻浓度时刻浓度 一一 级级 反反 应应First-Order Reactions第25页1.由由 lnc/c=lnc/c=-kt+-kt+lnclnc0 0/c/c可可 知知lnc/clnc/c与与时时间间t t呈呈直直线线关关系系。直直线线斜斜率率 为为-k-k。一级反应特点一级反应特点第26页2.半半衰衰期期（half half lifelife）t t1/21/2（反反应应物物消消耗耗二二分分之之一一所所需需时时间间）与与反反应应物物浓浓度度无无关，而与速率常数成反比。关，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 一级反应特点一级反应特点第27页放放射射性性元元素素衰衰变变掉掉二二分分之之一一数数量量（或或放放射射性性活活度度降降低低到到二二分分之之一一）所所需需要要时时间间称称为为放放射射性性元元素素半半衰衰期期。它是放射性元素一个特征常数。它是放射性元素一个特征常数。放射性元素半衰期放射性元素半衰期第28页比如 半衰期为81，半衰期为22分钟，半衰期为5730年。一些放射性同位素衰变可用作估算考古学发觉物、古代化石、矿物、陨石以及地球年纪基础。如 和 通惯用于陨石和矿物年纪估算，用于确定考古学发觉物和化石年纪。放射性元素半衰期放射性元素半衰期第29页 例例：过过氧氧化化氢氢是是一一个个主主要要氧氧化化剂剂，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是是一一个个火火箭箭燃燃料料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分钟后，浓度是多少？分钟后，浓度是多少？（2）H H2 2O O2 2在溶液中分解二分之一需要在溶液中分解二分之一需要多长时间？多长时间？第30页解：（解：（1 1）将相关数据代入下式）将相关数据代入下式 lnc/c=-kt+ln clnc/c=-kt+ln c0 0/c/c 得：得：lnc=0.041minlnc=0.041min-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 升高温度，往往能加紧反应进行。升高温度，往往能加紧反应进行。人们归纳了许多试验结果后发觉，反应人们归纳了许多试验结果后发觉，反应物浓度恒定时，对大多数反应而言，其物浓度恒定时，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。温度对反应速率影响温度对反应速率影响 Temperature Dependence of Reaction Rates第32页 18891889年年S ArrheniusS Arrhenius总结了大量试验总结了大量试验事实，指出反应速率与温度定量关系为事实，指出反应速率与温度定量关系为k=Aek=Ae-Ea/RT-Ea/RTA=指前因子指前因子pre-exponentialfactor(pZ)Ea=活化能活化能activationenergy(J J 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）换成惯用对数换成惯用对数 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lnln（k/kk/k）=Ea/RT +ln+ln（A/AA/A）由上式能够看出：由上式能够看出：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值值就越大，反应速率也就越快；反之亦然。就越大，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值就越值就越大，反应速率也越快大，反应速率也越快 ；反之，温度越低，；反之，温度越低，k k值就越小，反应速率也越慢。值就越小，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 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时速率常数，有：时速率常数，有：lglg（k k1 1/k/k）=Ea/2.303R=Ea/2.303RT T1 1 +lg+lg（A/AA/A）lg lg（k k2 2/k/k）=Ea/2.303R=Ea/2.303RT T2 2 +lg+lg（A/AA/A）阿仑尼乌斯公式应用阿仑尼乌斯公式应用第36页 阿仑尼乌斯公式应用阿仑尼乌斯公式应用 将上述两式相减，则得将上述两式相减，则得 lg =-lg =-用上式从两个温度速率常数或比值用上式从两个温度速率常数或比值k k2 2/k/k1 1 能够计算活化能能够计算活化能EaEa；反之，若已知活化；反之，若已知活化能能EaEa和某温度下和某温度下k k值值 ，能够计算其它温，能够计算其它温度时度时k k值。值。第37页例：例：在在H H2 2S S2 2O O3 3浓度相同情况下，已浓度相同情况下，已 测得反应测得反应H H2 2S S2 2O O3 3=H=H2 2SOSO3 3+S+S（s s）有硫析出并到达同等程度浑浊时所时有硫析出并到达同等程度浑浊时所时 间以下：间以下：293K293K，110s,303K 10s,303K，45.0s45.0s。求此反应活化能求此反应活化能EaEa和和313K313K有硫析出并有硫析出并 到达同等程度浑浊时该反应所需时间。到达同等程度浑浊时该反应所需时间。第38页解：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 313K303K/(313K-303K)lgts/45.0s 313K303K/(313K-303K)lgts/45.0s解得：解得：t=19.5st=19.5s第39页 反应速率随温度改变五种类型反应速率随温度改变五种类型温度温度速率速率温度温度速率速率爆炸反应爆炸反应普通反应普通反应第40页 反应速率随温度改变五种类型反应速率随温度改变五种类型温度温度速率速率温度温度速率速率HC氧化反应氧化反应酶反应酶反应第41页 反应速率随温度改变五种类型反应速率随温度改变五种类型温度温度速率速率2NO+O2=2NO2第42页 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改变物质叫做量和化学组成均没有改变物质叫做催化催化剂剂。凡能加紧反应速率催化剂，叫做凡能加紧反应速率催化剂，叫做正催正催化剂化剂，即普通所说催化剂。，即普通所说催化剂。凡能降低反应速率叫做凡能降低反应速率叫做负催化剂负催化剂。催化剂改变反应速率作用叫做催化剂改变反应速率作用叫做催化作催化作用用。催化剂催化剂 Catalysts第43页 碰撞理论碰撞理论 Collision Theory第44页 过渡状态理论过渡状态理论 Transition State Theory第45页 改变了反应路径，降低了反应活化能。改变了反应路径，降低了反应活化能。催化剂为何能加紧反应速率催化剂为何能加紧反应速率第46页 正反应催化剂也必定是逆反应催化剂。正反应催化剂也必定是逆反应催化剂。催化剂只能加速热力学上可能进行反催化剂只能加速热力学上可能进行反应应。催化剂含有特殊选择性。催化剂含有特殊选择性。催化剂特点催化剂特点第47页催化剂在工业生产上有十分广泛应用，催化剂在工业生产上有十分广泛应用，化工生产中化工生产中85%85%左右化学反应需要使用左右化学反应需要使用催化剂。催化剂。象无机化工原料硝酸、硫酸生产，合象无机化工原料硝酸、硫酸生产，合成氨，汽油、煤油、柴油精制，塑料、成氨，汽油、煤油、柴油精制，塑料、橡胶以及化纤单体合成与聚合等等都是橡胶以及化纤单体合成与聚合等等都是随工业催化剂研制成功才得以推广应用。随工业催化剂研制成功才得以推广应用。催化剂应用催化剂应用第48页N2(g)+3H2(g)2NH3(g)合成氨合成氨铁触媒铁触媒5000C,2107510Pa第49页 另外，还有许多为人们所关注现象另外，还有许多为人们所关注现象都有与催化作用相关。比如，生物体内都有与催化作用相关。比如，生物体内新陈代谢都是新陈代谢都是酶催化反应酶催化反应；大气臭氧层大气臭氧层破坏、酸雨形成、汽车尾气净化破坏、酸雨形成、汽车尾气净化等都包等都包括到催化作用。括到催化作用。催化剂应用催化剂应用第50页 大气臭氧层破坏大气臭氧层破坏第51页 酸雨形成酸雨形成二氧化硫催化氧化二氧化硫催化氧化2SO22H2OO2H2SO4MnSO4、FeSO4、MnCl4、FeCl2等金属盐等金属盐可催化此反应。可催化此反应。第52页酶酶是是一一类类由由细细胞胞产产生生、以以蛋蛋白白质质为为 主要成份、含有催化活性生物催化剂。主要成份、含有催化活性生物催化剂。几千年来，酶一直在人类生产实践和几千年来，酶一直在人类生产实践和生活实践中饰演着主要角色，从酿酒、生活实践中饰演着主要角色，从酿酒、制酱、造醋到消化食物无不得益于酶生制酱、造醋到消化食物无不得益于酶生物催化功效。物催化功效。生物催化剂酶生物催化剂酶biologicalcatalystsenzymes第53页 生物酶应用生物酶应用Baking BrewingDairyproducts酿酒酿酒烘焙烘焙乳制品乳制品第54页 固固 氮氮 酶酶 Nitrogen Fixation Enzymes Nitrogen Fixation 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氮气下能将空气中氮气转化化为氨氨第55页 多相反应多相反应链反应链反应光化反应光化反应 几个类型反应几个类型反应第56页 体体系系中中任任何何含含有有相相同同物物理理性性质质和和化化学学性性质质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。相概念相概念 PhasePhase第57页气态均匀体系。气态均匀体系。液态互溶，均匀体系。液态互溶，均匀体系。比如比如 H H2 2SOSO4 4=0.5mol=0.5mol m m-3-3溶液溶液不不互溶，多相体系。互溶，多相体系。比比如如水水和和油油混混合合物物是是二二相相，水水、油油和和汞汞混混合物是三相）。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页与与均均相相反反应应速速率率不不一一样样，多多相相反反应应速速率率既既依依赖赖化化学学原原因因，又又依赖依赖物理原因物理原因。多相反应多相反应 Multiphase ReactionMultiphase Reaction 第59页以煤燃烧反应为例，整个燃烧反应至以煤燃烧反应为例，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、步骤速率取决于煤比表步骤速率取决于煤比表 面大小和氧气对流及扩散快慢，属于面大小和氧气对流及扩散快慢，属于 物理原因；物理原因；为化学原因。为化学原因。影响多相反应速率原因影响多相反应速率原因第60页最最终终决决定定反反应应速速率率其其中中最最慢慢一一步步，称称为为控控制制步骤步骤。因因为为煤煤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比表面和加强氧气对流，将有利于反应进行。煤比表面和加强氧气对流，将有利于反应进行。活活化化能能很很大大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。比比如如，在在潮潮湿湿空空气气中中，氧氧对对铁铁氧氧化不会因为增加金属表面空气供给而加速。化不会因为增加金属表面空气供给而加速。控制步骤控制步骤 Rate Determining Step第61页微微细细分分散散可可燃燃物物质质，如如面面粉粉厂厂、纺纺织织厂厂、煤煤矿矿中中“粉粉尘尘”，超超出出安安全全系系数数时时会会快快速速氧氧化化燃燃烧烧，甚至引发爆炸事故。甚至引发爆炸事故。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，我国最大麻纺企分，我国最大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、人、伤伤8282人、直接经济损失人、直接经济损失650650万元。万元。粉尘爆炸粉尘爆炸 第62页链反应又称连锁反应，它是包含链反应又称连锁反应，它是包含大量重复循环连串反应复合反应。大量重复循环连串反应复合反应。链反应链反应 chain reaction chain reaction 第63页链反应过程中出现一些高活性微粒。链反应过程中出现一些高活性微粒。比如自由基比如自由基,即含有不成对价电子原子即含有不成对价电子原子或原子团。象或原子团。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，一环扣一环，直至反应停顿。一环扣一环，直至反应停顿。自由基自由基 FREE RADICALSFREE RADICALS第64页链链反反应应普通包含三个普通包含三个阶阶段：段：链链引引发发链传递链传递链终链终止止 链反应阶段链反应阶段第65页这这是由起始分子藉光、是由起始分子藉光、热热、辐辐射射或引或引发剂发剂等到外因作用而裂解生成等到外因作用而裂解生成自由原子或自由基反自由原子或自由基反应阶应阶段。段。这这一一步所需活化能步所需活化能较较高，与断裂化学高，与断裂化学键键能量同一数量能量同一数量级级。如：。如：ClCl2 2+hv+hvClCl+Cl+Cl 链引发链引发第66页链链传传递递：自自由由原原子子或或自自由由基基参参加加反反应应，反反应应结结果果又又产产生生新新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，普普 通通 小小 于于40KJ40KJ molmol-1-1。Cl Cl+H+H2 2 HCl+H HCl+H H H+Cl+Cl2 2 HCl+Cl HCl+Cl 链传递链传递第67页链链终终止止：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，都都可可引引发发链链终终断断。此此步步反反应应活活化化能能较较小小，有有时为时为零。零。链终链终止止 Cl Cl+Cl+Cl Cl Cl2 2 链终止链终止第68页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，消消耗耗掉掉活活泼泼微微粒粒数数目目与与新新生生成成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，比如行，比如HClHCl生成反应。生成反应。链反应类型链反应类型第69页支支链链反反应应每每进进行行一一步步，生生成成活活泼泼微微粒粒数数多多于于消消耗耗掉掉活活泼泼微微粒粒数数，反反应应体体系系中中活活泼泼微微粒粒快快速速增增多多，反反应应速速率率也也急剧加紧，最终能够到达急剧加紧，最终能够到达爆炸爆炸程度。程度。支链反应支链反应第70页比如氢和氧反应：比如氢和氧反应：链引发链引发 H H2 2+O+O2 2 HOHO2 2+H+H 链传递链传递 H 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 链终止链终止 OH OH2 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代表不参加反应第三体，如器壁和其它惰性质点。代表不参加反应第三体，如器壁和其它惰性质点。支链反应支链反应第71页按爆炸原因可分成按爆炸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。链链爆爆炸炸是是由由支支链链反反应应引引发发，但但并并非非全全部部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止止，既既能能够够和和器器壁壁碰碰撞撞，也也能能够够和和惰惰性性质质点点碰碰撞撞而而销销毁毁，只只要要链链销销毁毁速速率率等等于于或大于其产生速率，反应就能以平稳速率进行。或大于其产生速率，反应就能以平稳速率进行。在在氢氢氧氧混混合合气气体体中中，当当氢氢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爆爆炸炸低低限限，后后者者94%94%为为爆爆炸炸高限。氢和空气混合爆炸低限高限。氢和空气混合爆炸低限4.1%4.1%，高限为，高限为74%74%。爆炸爆炸反应反应第72页在光作用下进行化学反应称为在光作用下进行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。如胶片感光，植物光合作用，大如胶片感光，植物光合作用，大气中气中O O2 2转变为转变为O O3 3和光化学烟雾形成和光化学烟雾形成等都包括到光化反应。等都包括到光化反应。光化反应光化反应photochemicalreaction第73页靠分子热运动聚积足够碰撞动能而引发化学靠分子热运动聚积足够碰撞动能而引发化学反应，称为热化学反应，简称反应，称为热化学反应，简称热反应热反应。经过电流引发化学反应称为经过电流引发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无序能量，电和光则是热是体系与环境交换无序能量，电和光则是体系与环境交换有序能量。热反应只能在体系与环境交换有序能量。热反应只能在 rG0rG0rG0反应也能发生。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页光合作用：光合作用：6CO 6CO2 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，绿色植物中在日光照射下，绿色植物中叶叶绿绿素将素将COCO2 2和和H H2 2O O化合成碳水化合物化合成碳水化合物质质和氧气。和氧气。COCO2 2和和H H2 2O O不能吸不能吸收波收波长长400400700nm700nm太阳光，而叶太阳光，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催化素起光合作用催化剂剂（也叫光敏（也叫光敏剂剂）作用。作用。光合作用光合作用叶绿素叶绿素photosynthesisphotosynthesis第75页有有些些自自发发进进行行化化学学反反应应能能够够发发光光，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转化化成成光光能能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发发光光等等均均为化学发光。为化学发光。化学发光化学发光Chemiluminescence第76页 萤火虫萤火虫体内体内虫萤虫萤光素碰到氧气时，光素碰到氧气时，即可经由其体內生理机制，使即可经由其体內生理机制，使虫萤虫萤光素光素进行以下反应，同时将能量以光形式放进行以下反应，同时将能量以光形式放出。出。萤火虫萤火虫发光发光第77页 光棒在它塑料管內有苯基草酸酯、染料光棒在它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及一根玻璃管。玻璃管內则有溶在磷苯二甲酸酯中过氧化氢。在使用時将光棒轻轻一折，酸酯中过氧化氢。在使用時将光棒轻轻一折，即可使装有过氧化氢小管压破，用力搖晃后，即可使装有过氧化氢小管压破，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。光棒光棒发光原理发光原理第78页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