《现代化学基础》PPT课件

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1、第十二章化学动力学Chapter12TheChemicalKinetics将化学反应应用于生产实践主要有两个方面的问题：一是要了解反应进行的方向和最大限度以及外界条件对平衡的影响；--------化学热力学二是要知道反应进行的速率和反应的历程或机理。----------化学动力学化学动力学研究一定条件下化学变化的速率问题。主要研究内容：1研究各种因素：浓度、压力、温度、催化剂、溶剂、光照射等对化学反应速率的影响。2研究宏观反应是经过那些具体步骤实现的—即反应机理。3研究机理中每一步反应如何实现—即反应速率理论。§12-1化学反应的反应速率及速率方程TheRateofC

2、hemicalReactionanditsEquation一、反应速率的定义及表示方法反应的计量方程:以代数方程表示：1）反应速率按反应进度定义反应进度转化速率单位：mol·s-12）反应速率按浓度表示法定义反应速率：单位：mol·m-3·s-1恒容反应生成速率(V恒定)消耗速率(V恒定)讨论：1）本章中均采用浓度表示法；2）化学计量反应3）反应速率数值与用来表示速率的物质B的选择无关，只与计量式写法有关；生成速率或消耗速率与物质选择有关，即。——与物质选择无关——与物质选择有关例：反应速率的实验测定——化学分析法——物理化学分析法测定反应系统的某些物理性质随时间变化的

3、数据。这些物理性质应与反应物和产物的浓度有较简单的关系，且在反应前后有明显的改变。电导、旋光度、吸光度、折光率、粘度、气体的压力和体积……二、化学反应速率方程式在其他反应条件如温度、催化剂不变的情况下，表示反应速率与浓度之间关系或表示浓度等参数与时间关系的方程式称为化学反应速率方程式。微分式（differencialexpression）积分式（integratialexpression）1、基元反应和非基元反应①②③基元反应（elementaryreaction)——反应物分子经过一个或几个简单的反应步骤才最后完成，每一个简单的反应步骤成为一个基元反应。复合反应(ov

4、erallreaction)——由两个以上的基元反应组合而成的反应。反应机理(reactionmechanisms)-------复合反应中基元反应组合的方式或先后次序。2、基元反应的速率方程-----质量作用定律基元反应的速率与各反应物浓度的幂乘积成正比，各浓度的方次为反应方程中相应组分的化学计量系数。------质量作用定律(lawofmassaction)对于基元反应其速率方程为3、非基元反应的速率方程1）由反应机理推导速率方程一般说,一个宏观反应若反应机理已知,则可依据质量作用定律推导宏观反应速率方程.2）由实验数据得出的经验速率方程-------化学反应速率方

5、程的一般形式化学反应速率方程的一般形式：反应速率常数k(rateconstant):与反应物本性、温度、催化剂有关；反应级数n(overallreactionorder):各组分反应分级数之和n=nA+nB+...反应分级数(partialreactionorder):式中各浓度的方次nA,nB,…不同物质的速率常数kA,kB...的关系:例：所以:4、反应级数和反应分子数反应分子数(reactionmolecularity):基元反应中实际参加反应的反应物的分子数目单分子反应双分子反应三分子反应按反应分子数，基元反应可分为：反应级数和反应分子数的关系：1）无论是基元反

6、应还是非基元反应的速率方程，各物质浓度的幂的代数和均称为反应级数；2）对于基元反应，反应级数等于反应分子数，也等于反应计量系数之和；反应级数只能是简单的正整数；3）对于非基元反应，没有分子数的概念，反应级数不一定等于其计量系数之和。4）反应级数可为正负整数、分数、零，且可随反应条件而改变。§12-3速率方程及其特征TheRateEquationsinformofintegration表示反应速率与浓度之间关系的速率方程微分式：表示反应浓度与时间关系的速率方程积分式：cB=f(t)一、零级反应zerothorderreaction反应速率与物质浓度无关的反应称为零级反应微

7、分式：积分式：（xA为组分A的转化率）反应的动力学特征：以反应物浓度对时间t作图是一条直线，表明速率与浓度无关，直线的斜率的负值即为具有浓度时间–1的量纲,例如（mol·dm-3·s-1）半衰期与初始浓度成正比，与速率系数成反比二、一级反应Firstorderreaction反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应微分式：积分式：组分A的转化率代入上式得积分式的另一种形式：具有时间1的量纲，表达为T1。一级反应速率系数的值与浓度单位无关。对t作图是一条直线，斜率的负值即反应的动力学特征：半衰期与成反比，与无关。叔丁基溴在丙酮和水的混