《化学动力学初步》PPT课件

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1、第五章化学动力学初步化学热力学中，已回答了有关化学反应能否自发进行---反应的方向性以及某种反应物可能达到的最大转换率问题。本章将讨论实现化学反应需要多少时间即反应速率的问题，属于化学动力学范畴，而化学平衡属于化学热力学范畴。概述可能性现实性热力学动力学在现实中，可能的不一定要发生，特别是不一定以显著的速度(我们能够观察到的速度)发生。不同的化学反应，其反应速率往往有很大的差别。火药的爆炸瞬间完成，离子反应可以秒计，一些有机物的聚合要长达数小时，橡胶的老化需数年之久。一般说来，在常见的化学反应中，无机的离子反应都快，而大多数有机反应都比较慢。Zn(s

2、)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，ΔrGθm(298.15K)=-237.18kJ·mol-1ΔrGθm(298.15K)=-212.55kJ·mol-1反应能自发进行，而且以显著的速度进行，原电池可以获得足够的电流点亮小灯泡。反应能自发进行，但实际上不能以显著的速度进行，在室温下即使等一万年，也难以观察到水生成。C(s)+2O2(g)=CO2(g)，ΔrGθm(298.15K)=-394.36kJ·mol-1反应能自发进行，但实际上不能以显著的速度进行，在室温下碳可以在空气中稳定地存放。速

3、度是一个十分重要的问题，没有速度，一切可能性都失去了意义!化学反应速率的快慢，跟人类的生活和生产紧密相关。我们总希望那些对人类有益的化学反应，如钢铁的冶炼、橡胶的合成等。进行得快些，以利于提高生产效率；而希望那些时人类不利的化学反应，如金属的腐蚀、橡胶的老化、食物的腐烂等进行得慢些，以减少损失。因此，研究反应速率并掌握它的规律，是一个至关重要的问题。5.1化学反应速率Forthegeneralreaction：aA+bB=cC化学反应速率：一定条件下反应物转变成生成物的速率。表示法：单位时间内反应物浓度的降低，或单位时间内生成物浓度的增加，单位[m

4、ol·dm-3·s-1(min-1,h-1)]。-dcAdtdtdt-dcBdcCtherateis：-------or-------or------由于反应式中生成物和反应物的计量数往往不同，所以用不同物质浓度的变化来表示转化速率时，数值不一致，所以用反应进度随时间的变化来衡量表示反应速率。v=-------=--------=--------dcAa·dtb·dtc·dt-dcBdcC作c–t曲线图，通过求某一时刻曲线的斜率即可得该时刻化学反应的瞬时速率v。2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)t:minc(N2O5):mol·L-101.

5、0010.7020.5030.3540.2550.171.00.80.60.40.20.0012345c/mol/Lt/mint=1.2min，v=2.1mol·L-1·min-15.2影响化学反应速率的因素反应速率主要受浓度(或压力)、温度和有无催化剂的影响。1.浓度的影响1)Elementaryreactionandnon-elementaryreaction如果反应物分子在碰撞中一步直接转变为生成物分子，这种反应即是基元反应；若不是一步转化，而要经过中间产物的形成与转化，则是非基元反应。2NO+2H2=N2+2H2O2NO=N2O2(fast)

6、N2O2+H2=N2O+H2O(slow)N2O+H2=N2+H2O(fast)Areactionisonlyasfastasitssloweststep(ratedeterminingstep).化学反应的过程有的简单，有的则比较复杂。反应物只经一步反应就变为生成物的称（基）元反应，也叫简单反应。其它经过多步过程的反应称非基元反应，也叫复杂反应。对基元反应来说，1867年科学家就从实验中总结出一条规律，即化学反应速率跟反应物的浓度的乘积成正比，这就是最早提出的质量作用定律。2)Therateofelementaryreaction基元反应-thel

7、awofmassaction质量作用定律基元反应的反应速率与反应物浓度与方程式中化学计量系数的绝对值的乘幂的乘积成正比。Thelawofmassaction：Therateofanyelementaryreactionisproportionaltotheproductofthemassesofthereactionsub-stances,eachraisedtoacertainpower.Themagnitudeoftheexponentofeachmassisequaltothecorrespondingnumberofmoleculestaki

8、ngpartinthereaction.Therateequation：v=k(cA)a·(cB)bFora