《化学动力学》课件

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1、第十一章化学动力学Chapter11TheChemicalKinetics绪论将化学反应应用于生产实践主要有两个方面的问题：一是要了解反应进行的方向和最大限度以及外界条件对平衡的影响；--------化学热力学二是要知道反应进行的速率和反应的历程或机理。----------化学动力学一个从化学热力学上判断为可能性的反应，实际中是否就可应用于生产呢？298.15K时在773K和3×107Pa下，其最大可能平衡转化率为26%通常条件下，在相当长时间几乎观察不到水的生成；升高温度到1073K时，反应以爆炸方式瞬时完成；选用适当催化剂，常温常压下很快生成水（

2、氢氧电池）化学动力学研究一定条件下化学变化的速率问题。主要研究内容：1研究各种因素：浓度、压力、温度、催化剂、溶剂、光照射等对化学反应速率的影响。2研究宏观反应是经过那些具体步骤实现的—即反应机理。3研究机理中每一步反应如何实现—即反应速率理论。本章主要讨论：反应速率方程、反应速率与反应机理的关系、反应速率理论、溶液中反应、光化学、催化作用等经典的宏观动力学内容定义式、表达式及实验测定方法（一）反应速率影响因素浓度基元反应质量作用定律非基元反应简单级数反应一级反应二级反应零级反应n级反应典型复合反应连串反应对峙反应平行反应链反应温度阿累尼乌斯公式催化

3、剂特征及作用机理（二）反应速率理论气体反应的碰撞理论过渡状态理论分子反应动力学（三）各类特殊反应动力学光化反应溶液中反应多相反应催化反应§11-1化学反应的反应速率及速率方程TheRateofChemicalReactionanditsEquation预习思考题：1、反应速率是如何定义的？对反应中任一组分的反应速率表达式是否相同？2、何为反应速率方程式？它是如何确定的？3、何为基元反应？如何根据质量作用定律写出基元反应的速率方程式？4、根据反应计量方程式是否可以确定反应级数和反应分子数？反应级数和反应分子数是否为同一概念？两者的区别与联系如何？一、

4、反应速率的定义及表示方法Thereactionrateanditsexpression反应的计量方程:以代数方程表示：依时计量学反应随反应进行中间物增加非依时计量学反应√单向的、无副反应、无中间产物1）反应速率按反应进度定义反应进度转化速率单位：mol·s-1（11.1.1）2）反应速率按浓度表示法定义反应速率：（11.1.2）单位：mol·m-3·s-1恒容反应（11.1.3）生成速率(V恒定)消耗速率(V恒定)讨论：1）本章中均采用浓度表示法；2）化学计量反应3）反应速率数值与用来表示速率的物质B的选择无关，只与计量式写法有关；生成速率或消耗速率

5、与物质选择有关，即。——与物质选择无关——与物质选择有关（11.1.8）例：4）无论用何种方法表示速率，速率式中的浓度根据方便可以用其他物理量代替。例如恒温恒容气相反应，由于压力比浓度易测，可直接用分压代替，即恒温恒容气相反应（11.1.9）（11.1.13）二者关系：二、化学反应速率方程式therateequationofchemicalreaction在其他反应条件如温度、催化剂不变的情况下，表示反应速率与浓度之间关系或表示浓度等参数与时间关系的方程式称为化学反应速率方程式。微分式（differencialexpression）积分式（integ

6、ratialexpression）1、基元反应和非基元反应elementaryreactionandoverallreaction①②③基元反应（elementaryreaction)——反应物一步生成产物的反应，没有可由宏观实验方法探测到的中间产物。复合反应(overallreaction)——由两个以上的基元反应组合而成的反应。反应机理(reactionmechanisms)-------复合反应中基元反应组合的方式或先后次序。2、基元反应的速率方程-----质量作用定律基元反应的速率与各反应物浓度的幂乘积成正比，各浓度的方次为反应方程中相应组分

7、的化学计量系数。------质量作用定律(lawofmassaction)对于基元反应其速率方程为（11.1.14）3、非基元反应的速率方程1）由反应机理推导速率方程一般说,一个宏观反应若反应机理已知,则可依据质量作用定律推导宏观反应速率方程,具体推导见§11-6内容2）由实验数据得出的经验速率方程-------化学反应速率方程的一般形式化学反应速率方程的一般形式：（11.1.15）反应速率常数k(rateconstant):与温度、反应级数有关；反应级数n(overallreactionorder):各组分反应分级数之和n=nA+nB+...反应分

8、级数(partialreactionorder):式中各浓度的方次nA,nB,…不同物质的速率常数kA,kB