《动力学全章》ppt课件

《《动力学全章》ppt课件》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、第五章化学动力学初步§5-1化学反应速率化学动力学:研究的是关于化学反应与时间的关系问题，反应物变成产物的速率有多快；反应的机理如何；温度、压力、催化剂等外界条件对反应速率有何影响。即如何把热力学的反应可能性变为现实性。平均速率是一段时间间隔内反应的平均速率。以单位体积内反应进度随时间的变化率来表示：在恒定体积条件下1.1化学反应的平均数率（rateofreaction）：对于任意反应，eE+fF=gG+hH，用不同物质表示反应速率时，有下列关系：反应速率的单位是摩尔·体积-1·时间-1。浓度的单位常用mol·L-1，时间单位可用S、min、h等，故反应速率的单位为mol·L-1·S-1、mo

2、l·L-1·min-1、mol·L-1·h-1等。1.2化学反应的瞬时速率瞬时速率是指在任意时刻反应物或生成物浓度随时间的变化率，以υ表示。瞬时速率应为△t趋于零时的浓度对时间的变化率：υ==其主要缺点：当各物质前的计量系数不同时，选取各物质计算的结果数值不相同。§5-2影响化学反应速率的主要因素2.1浓度对化学反应速率的影响1.反应物浓度与反应速率的关系—质量作用定律（1）基元反应（elementaryreaction）：反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应称基元反应。（2）简单反应：一个化学反应只有一个基元反应构成。（3）复合反应（复杂反应）：（overallreaction）

3、一个化学反应由二个或两个以上的基元反应组成。质量作用定律：在一定温度下，基元反应的反应速率与反应物浓度以其化学计量数的绝对值为幂指数的乘积成正比aA+bB=yY+zZv=kCa(A)·Cb(B)υ：反应的瞬时速率；C(A)、C(B)：A与B的瞬时浓度k:为速率常数，k一般是由实验测定的。k的大小由反应物的本性决定，与反应物的浓度无关。改变温度或使用催化剂，会使k的数值发生变化。质量作用定律只适用于基元反应，复杂反应不能直接应用质量作用定律书写速率方程，需通过实验确定。注意：2.2反应级数反应物的反应级数:反应物浓度的幂指数反应的反应级数:反应物级数的加和反应级数可以是整数，也可以是分数或是零。

4、如某反应的速率方程为其中α、β分别为A和B的级数，该反应的总级数n=α+β。注意：基元反应中反应级数与其化学计量数的绝对值相同，而复杂反应中不一定相同，反应级数必须经过实验测定，如：则可以推测a=2，b=1。已知:某化学反应aA+bB=yY+zZv=kCa(A)Cb(B)保持A浓度不变，C(B)增大为2C(B)，v增大为2v，保持B浓度不变，C(A)增大为2C(A)，v增大为4v，2.2温度对化学反应速率的影响1.范特霍夫（Van，tHoff）规则==2～4温度每升高10K，反应速率就增大到原来的2~4倍，用温度系数表示。2.阿仑尼乌斯(S.Arrhenius)（1889，瑞典）公式k=A:是

5、常数，称为指前因子R:是理想气体常数Ea:是反应的活化能活化能的大小由反应的本性决定，与温度无关其对数形式为:lnk=+lnA若在温度T1和T2时，反应速率常数分别为k1和k2。则lnk1=+lnA①lnk2=+lnA②式②－①，得─§5-3反应速率理论简介3.1碰撞理论理论前提：对于双分子气相基元反应理论要点：①两个反应物分子只有相互碰撞才可能发生反应②假定反应物分子为刚性球体③化学反应是使旧的化学键断裂并进而形成新的化学键的过程。④分子在碰撞时，必须有足够高的能量，而且方向又要适合，才能发生反应。1.反应速率正比于体系内分子间的碰撞频率。例如：NO2(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(

6、g)碰撞频率：单位时间、单位体积内两分子的碰撞次数,用“Z”表示。Z＝Z0·C(A)·C(B)v∝Z0·C(A)·C(B)其中，Z0为C(A)＝C(B)＝1mol·L1时的碰撞频率，C(A)、C(B)分别表示在任意时刻两分子的浓度。2.取向正确的碰撞才可能发生反应。一定是无效碰撞可能为有效碰撞v∝P∙Z0∙C(A)∙C(B)其中的P为取向因子，或叫做方位因子。3.能量超过一定界限的分子才能发生反应分子的百分数EavEc能量Eav：分子具有的平均能量。Ec：活化分子的最低能量。（域能）Ea：＝Ec－EavEa越小，活化分子越多；Ea越大，活化分子越少按统计理论，活化分子的分数为f=v=f∙P∙

7、Z0∙C(A)∙C(B)=P∙Z0∙C(A)∙C(B)其实，k=P∙Z0∙∙其中，P∙Z0是与反应物浓度无关的量。优点：解释了阿仑尼乌斯公式中的指数项、指前因子和活化能的物理意义。二、过渡态理论过渡态理论认为：1.在反应过程中，反应物必须吸收能量;2.经过一个中间过渡状态，即活化络合物，再转化为生成物。3.该过程存在着化学键的重新排布和能量的重新分配。A+B--C[A……B……C]#→A--B+C