资源描述：
《物理化学第11-1章化学动力学基础.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、化学热力学的研究对象和局限性研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及外界条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应的可能性，但无法回答如何使它发生，反应的速率如何？反应的机理如何？化学动力学研究的内容1.化学动力学研究的内容（1）研究各种因素(浓度、温度、催化剂、光照)对化学反应速度影响的规律。（2）研究一个化学反应过程经历具体步骤，即反应机理（反应历程）。2.化学动力学与化学热力学的关系热力学研究过程的方向、限度，平衡关系。动力学研究过程的速率，机理。11.1化学反应速率及速率方程1.化学反应速率的定义aA+bB=yY
2、+zZ转化速率单位时间内发生的反应进度设参加反应物质的量为nB，dξ=dnB/υB基于浓度的反应速率υ的定义即单位时间单位体积内化学反应的反应进度2.定容反应的反应速率反应系统的体积V不随时间而变。浓度CB=nB/V，dCB=dnB/V通常采用某指定反应物A的消耗速率,或某指定产物Z的生成速率来表示反应进行的速率.aA+bB=yY+zZA的消耗速率Z的生成速率对于反应：A+2B3C+D1）以单位时间内各物质的“增量”来表示反应速率（2）用反应进度来表示速率dξ=－dnA/1=－dnB/2=dnC/3=dnD/1对于恒容
3、恒温的气相反应用气体的分压的变化量dPB/dt来表示.对于理想气体，PV=nRT，C=n/V=P/(RT)，恒T时，dC=dP/(RT)2.基元反应和非基元反应1）反应机理一反应由反应物到生成物的反应过程中经历的反应步骤的集合。2）基元反应与反应分子数如果一反应的反应物分子相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为基元反应。化学反应式，一般都属于化学计量方程，而不代表基元反应。3.基元反应的质量作用定律1）反应分子数基元反应方程式中各反应物分子个数之和。单分子反应：A产物双分子反应：A+B产物A+A产物2）基元反应的质
4、量作用定律lawofmassaction基元反应：aA+bB+cC——→yY+zZ非基元反应要分解为几个基元反应，才能使用“质量作用定律”对于基元反应，反应速率与反应物浓度的幂乘积成正比。幂指数就是基元反应方程中各反应物的系数。4化学反应速率方程的一般形式，反应级数1.）反应的经验方程反应aA+bB==yY+zZ动力学方程:α、β分别为A,B的反应级数,总级数n=α+β①反应级数通过实验测定，（正、负，分数、0）②反应级数不一定是反应式的计量系数，α≠a，β≠b③反应级数大，表示该浓度对速率影响大。（2）反应速度常数k
5、A——反应物A的宏观反应速度常数.物理意义：单位物质浓度时的反应速率。量纲:[kA]=[t]－1.[C]1－nk的单位随着反应级数的不同而不同kA与温度，催化剂，反应条件等有关，与浓度无关注意:用反应物或生成物等不同组份表示反应速度时,其速度常数的值是不同的.化学反应：aA+bB==yY+zZk的关系为:基元反应直接用质量作用定律确定反应的级数单分子反应为一级反应。d[A]/dt=k[A]双分子反应为二级反应。非基元反应级数不能直接用质量作用定律确定反应的级数H2+Cl2=2HCl准级数反应在速率方程中，若某一物质的浓
6、度远远大于其他反应物的浓度，或是出现在速率方程中的催化剂浓度项，在反应过程中可认为没有变化而并入速率系数项，这时反应总级数称为准级数。零级反应用转化率XA表示CA=CA,0(1－XA)半衰期反应物的浓度降到原来一半所需的时间。t1/2=CA,0/(2kA)由知CA与t为直线关系0tCACA,00级反应零级反应的特点1.速率系数k的单位为[浓度][时间]-13.CA与t呈线性关系2.半衰期与反应物起始浓度成正比t1/2=CA,0/2kA(1)一级反应lnCtlnCA=－kAt+lnC0转化率用转化率来表示:②半衰期t½t
7、1/2=ln2/kA=0.693/kA一级反应的特点1.速率系数k的单位为时间的负一次方2.半衰期(half-lifetime)是一与反应物起始浓度无关的常数与t呈线性关系。P205例11.2.1某金属的同位素进行β放射，14d后，同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的(1)蜕变常数，(2)半衰期，(3)分解掉90%所需时间。解：(1)d-12、二级反应（I）反应物只有一种：aA→产物速率方程：0t1/CA二级反应用转化率XA来表示：与浓度CA0成反比。II）反应物有二种aA+bB→产物1）a=b,CA,0=CB,
8、0，则t时刻的CA=CB2）a≠b,CB,0/b=CA,0/a,则CB/b=CA/a3)a=b,CA,0≠CB,0aA+bB→产物t=0CA,0CB,0t=tCA=CA,0-CXCB=CB,0-CX或积分得：二级反应的特征:①kA的单位为[t]－1[C]－1②半衰期t1/2=1/(kACA,0)与浓度CA0成反比③1/CA~t作图
