《化学动力学初步》PPT课件

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1、第5章化学动力学初步主要讨论化学反应的速率及影响反应速率的因素。第一节化学反应速率反应速率:以单位时间内某一反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。◆单位：mol·L-1·s-1;mol·L-1·min-1;mol·L-1·h-1一、化学反应速率的定义及表示方法则平均速率为∆c(A)∆t(A)=-∆c(B)∆t(B)=-∆c(C)∆t(C)=∆c(D)∆t(D)=平均速率和瞬时速率◆瞬时速率：某一时刻的反应速率.即时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极限瞬时速率通常用作图的方法求出-----(c-t曲线的斜率)9/16/20211.速率方

2、程(rateequation)一、化学反应速率方程定义：用来表示反应速率与反应物浓度之间定量的关系式叫速率方程恒温下的化学反应速率，主要决定于反应物浓度。浓度越大，反应速率越快。2N2O5＝4NO2＋O2r＝k·c(N2O5)第二节浓度对反应速率的影响速率方程，k为速率常数r=kcAm•cBn任一个化学反应aA+bB══gG+hH化学反应速率方程，又称速率方程(一般通过实验建立)●定量说明反应速率与反应物浓度的关系●比例系数k称为速率常数2.速率常数(rateequation)-----k意义：反应物单位浓度时的反应速率（1）k取决于反应的本性，快

3、反应的k值较大，慢反应的k值较小（2）k与浓度无关（3）k随温度而变化，温度升高k值通常增大；温度不变，k值为定值（4）k的单位随浓度指数的不同而不同k具有以下几点特征：3.反应级数(orderofreaction)化学反应aA+bB=dD+eEr=kcAm•cBn注意：（1）反应级数可以是正整数，是分数，零（2）反应级数的大小，表示浓度对反应速率的影响程度，级数越大，速率受浓度的影响越大（3）速率方程中，m不一定等于a，n不一定等于b，m、n值由实验确定（4）零级，速率与浓度无关；一级，速率与浓度成正比；二级，速率与浓度平方成正比m、n分别为反应

4、物A、B的反应级数；总反应级数为：m+n反应级数速率方程速率常数单位0r=kmol·L-1·s-11r=kcs-12r=kc2mol-1·L·s-13r=kc3mol-2·L2·s-1k的单位取决于反应级数，k单位为：[mol/L]1-(m+n)[t]-1二、速率方程的建立一个化学反应的速率方程必须由实验确定。通常用初始速率法确定化学反应的速率方程初始速率：一定条件下反应开始时的瞬时速率。初始速率常常也是反应的最大速率用不同组成的K2S2O8和KI的混合物进行实验，得到不同浓度下反应的初始速率，所得数据速率方程为：r=kc(S2O82-)c(I-)

5、(二级反应)编号c(S2O82-)c(I-)r10.0380.0601.4×10－520.0760.0602.8×10－530.0760.0301.4×10－5如：K2S2O8（aq）+3KI（aq）══2K2SO4（aq）+KI3（aq）一级反应A══C+D三、有关速率方程的计算●化学反应过程中，浓度与时间的定量关系，通常利用速率方程来计算令t＝0时c0(A)为初始浓度；t=t时的浓度为ct(A)浓度对数与时间为线性关系一级反应例：75℃时在稀HCl溶液中InCl歧化反应是一级反应：3In+(aq)═2In(s)+In3+(aq),k=1.00×

6、10-3s-1，如果In+的初始浓度为8.23×10-3mol·L-1。计算4.0min之后In+的浓度。当In+浓度是开始时的一半，则需要多少时间（以t1/2表示）？解：（1）根据（2）当反应物A的转化率为50%时所需的反应时间称为半衰期,对于一级反应，半衰期t1/2与初始浓度无关例：25℃，2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)时的实验数据如下：c(NO)/mol·L-1c(O2)/mol·L-1r/mol·L-1·S-10.00200.00102.8×10-50.00400.00101.1×10-40.00200.00205.6×10-5(

7、1)写出反应速率方程式：(2)计算25℃时速率常数k：(3)c0(NO)=0.0030mol·L-1，c0(O2)=0.0015mol·L-1时的初始速率为多少？解：(1)由表中数据，当c(NO)保持不变，c(O2)增大至2倍，r增大至原来的2倍,即反应速率r与c(O2)成正比，当c(O2)不变，c(NO)增大至2倍，r增大至原来的4倍，即反应速率r与[c(NO)]2成正比，所以反应速率方程为：r=k[c(NO)]2·c(O2)(2)将表中任一组数据代入反应速率方程，可算出反应速率常数，如（3）当c(NO)=0.0030mol·L-1,c(O2)=

8、0.0015mol·L-1r=k[c(NO)]2·c(O2)=7.0×103×(0.0030)2×0.0015=9.5×1