物理化学课程课件PPT之第七章化学动力学基础.ppt

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1、物理化学电子教案—第七章积分法微分法半衰期法孤立法平行反应对峙反应连续反应链反应一级反应2021/7/277.1引言第七章化学动力学基础7.2化学反应速率表示法7.9拟定反应历程的一般方法7.3化学反应的速率方程7.4具有简单级数的反应7.7几种典型的复杂反应7.5温度对反应速率的影响7.6活化能对反应速率的影响7.7链反应思考题2021/7/277.1引言化学热力学的内容和特点化学动力学的基本概念和常用术语2021/7/277.1引言一化学动力学的内容和特点化学动力学是研究反应速率和反应机理的学科。热力学：研究反应的方向和限度以及反应进行时能量的转化。化学动力学：研究外

2、界因素（浓度、温度、催化剂、光、声）对反应速率的影响以及化学反应所经历的具体步骤（历程、机理）。*2021/7/277.1引言*化学热力学与动力学的区别：热力学动力学只解决反应的可能性问题解决反应的现实性问题只注意反应的始终态涉及到反应过程的具体步骤在理论上比较完整不能完全从理论上进行处理2021/7/277.1引言二基本概念和常用术语化学反应速率的表示方法及实验测定表示方法：根据国际纯粹与应用化学学会对反应速率的定义：反应速率：单位时间内反应进行了多少。*此反应速率与系统的总量有关。2021/7/277.1引言指定系统总量后反应速率的定义为：反应速率还可以表示为单位体积

3、的物质在单位时间内反应进展的程度。即：恒容反应的反应速率等于浓度随时间的变化率。*2021/7/277.1引言A的消耗速率：Z的生成速率：消耗速率、生成速率及反应速率之间的关系*2021/7/277.1引言2021/7/277.1引言注意：1反应速率的表示方法与所选择的物质无关，不用下标。2对某一物质的消耗速率或生成速率由于各组分的计量系数不同，速率不同，要有下标。3可以用反应物的消耗速率及产物的生成速率表示反应速率，它们之间相差计量系数。*2021/7/277.1引言动力学曲线就是反应中各物质浓度随时间的变化曲线。有了动力学曲线才能在t时刻作切线，求出瞬时速率。测定不同

4、时刻各物质浓度的方法有：(1)化学方法不同时刻取出一定量反应物，设法用骤冷、冲稀、加阻化剂、除去催化剂等方法使反应立即停止，然后进行化学分析。*反应速率的实验测定：2021/7/277.1引言(2)物理方法用各种物理性质测定方法(旋光、折射率、电导率、电动势、粘度等)或现代谱仪(IR、UV-VIS、ESR、NMR、ESCA等)监测与浓度有定量关系的物理量的变化，从而求得浓度变化。*2021/7/277.1引言要求：1物理性质必须容易测定2物理性质与浓度之间有一定的比例关系3反应物与产物的物理性质要有差别例:*2021/7/277.1引言我们通常所写的化学方程式只代表反应的

5、化学计量式，而并不代表反应的真正历程。*反应机理、基元反应、反应分子数反应机理（反应历程）：反应物分子变为产物分子所经历的具体步骤。2021/7/277.1引言其中：代表气体中存在的高能量分子；代表气体中存在的低能量分子；代表自由原子。*2021/7/277.1引言基元反应：如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为基元反应。*反应分子数：基元反应方程中各反应物分子个数之和称为反应分子数。2021/7/277.1引言反应分子数可区分为单分子反应、双分子反应和三分子反应，四分子反应目前尚未发现。反应分子数只可能是简单的正整数1，2或3。基

6、元反应单分子反应双分子反应三分子反应反应分子数*微观可逆性原理：正反应是基元反应，其逆反应也一定是基元反应。2021/7/277.1引言速率方程又称动力学方程。它表明了反应速率与浓度等参数之间的关系或浓度等参数与时间的关系。速率方程可表示为微分式或积分式。*速率方程、反应级数、速率常数速率方程由实验测定与方程式的写法无关。2021/7/277.1引言速率方程中各反应物浓度项上的指数称为该反应物的级数；其反应叫做具有恒定级数的反应。所有浓度项指数的代数和称为该反应的总级数，通常用n表示。n的大小表明浓度对反应速率影响的程度。反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零，反应级数

7、是正整数的反应称为简单级数反应。反应级数是由实验测定的。*1）、2）能够归纳成的形式。2021/7/277.1引言例如：*2021/7/277.1引言注意：1简单的级数反应不一定是基元反应，而基元反应一定是简单级数反应。2是否是简单的级数的级数反应要由实验测定与方程式的写法无关。2021/7/277.1引言对于基元反应，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。这就是质量作用定律，它只适用于基元反应。例如：基元反应反应速率v*2021/7/277.1引言速率常数：速率方程中的比例系数k称为反应