化学反应动力学ppt课件.ppt

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1、化学反应动力学1第一章绪论一、化学动力学的研究对象与任务二、动力学和热力学的关系2一、化学动力学的研究对象与任务化学动力学主要研究：化学反应的速率和机理。具体包括：影响反应速率的因素有哪些？即研究反应进行的条件——温度、压力、浓度、介质以及催化剂等，对化学反应速率的影响。反应是如何进行的？即反应的机理或历程是如何的？目的：能使我们较好的控制反应的进行。3二、动力学和热力学的关系研究化学反应，必须考虑二方面的因素：一是热力学方面的因素；（方向与程度）二是动力学因素。（反应速率）4例如：在298K及101．3kPa下反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔrGm=－287.19kJ·mol

2、－1ΔrGm＜0，正反应是自发过程，而且此反应的ΔrGm远小于0，说明反应较完全。但在常温下，因反应速率太慢，实际观察不到任何变化。即达到热力学平衡所需的时间太长。5我们说：上述反应满足了热力学条件，但未满足动力学条件。如果点火或加催化剂(如铂黑)，加热到800℃以上，则上述反应能在瞬时完成，以至于发生爆炸。可见，改变反应条件，可改变了动力学上的不利情况。所以从控制化学反应过程而言，化学动力学的研究是非常重要的。6另外，化学动力学须考虑过程和途径。化学反应方程式只表示：反应的始态与终态，以及反应物和产物间的计量关系。而不能反映反应所经历的真实过程，即：反应历程。7如：700K以上卤化氢的生成反

3、应H2+C12=2HCl(1)H2+Br2=2HBr(2)H2+I2=2HI(3)相似的反应，其反应速率公式明显不同。8实验测得，上述三个反应的速率与反应物种浓度间的函数关系(速率方程)分别为：r1∝[H2][Cl2]1/2……………(1)r3∝[H2][I2]…………..……(3)其原因只能用反应历程的不同来解释。即：反应速率与反应历程有着密切的关系。[H2][Br2]1/2{1+A[HBr]/[Br2]}r2∝————————……(2)9所以，在研究反应历程时，反应速率的特征规律能帮助我们确定反应历程。已知反应历程，又能帮助建立反应速率公式。为什么三个相似的反应会有不同的反应历程?归根结底

4、，是与反应物分子的结构性质有密切关联的。化学动力学的重要目标之一，即是揭露分子结构与它的反应性能之间的联系。10第二章化学反应动力学基础§1基本名词和术语§2经典反应动力学的基本定律§3简单级次反应§4典型的复杂反应§5反应动力学的实验方法11§1基本名词和术语一、反应体系是动力学研究的对象。概念：通常是指包括反应器在内的反应器中所有物质。包括反应物、产物、废物等。12反应体系的分类：1.按反应装置和反应过程的特点分类：封闭体系固定体系：不添加作用物也不取走产物。特点：欲测的物理量不随空间位置而变化，但却随时间而变化。13开放体系流动体系：反应过程中有物质的交换，即不断补充作用物和取走产物。特

5、点：体系中某物理量随空间位置而变化，但流动中某位置的物理量却不随时间而变化。14流动体系示例图152.按参加反应的物质状态分类：均相反应体系单相反应体系：只有一个相。常见的如：气相反应，只有气体相。溶液中的反应，只有溶液相。复相反应体系多相反应体系：有二个或二个以上相。如：气液反应体系；气固反应体系。3.按反应时体系所处的条件来分类：恒温体系与非恒温体系；恒压与非恒压体系。16二、化学计量方程在化学学科中，化学计量方程有三种：(1)一般化学反应方程式主要能体现反应物和生成物。(2)热化学方程式增加了反应物及产物的状态、反应条件及能量的变化。(3)动力学反应方程式主要体现反应的步骤或历程。17如

6、：总反应H2+Br2→2HBr实验测得上述反应经历了如下五个步骤：①M+Br2→2Br+M；②Br+H2→HBr+H；③H+Br2→HBr+Br；④H+HBr→H2+Br；⑤Br+Br+M→Br2+M以上即为动力学反应方程式。18三、化学反应动力学分类：(1)基元反应和总（包）反应：基元反应：是指在一次化学行为中完成的反应。通俗的说就是一步完成的反应。而总包反应实际上指的是总反应。在刚才举的动力学反应实例中：反应H2+Br2→2HBr即为总反应，而该反应具体分五步完成。19①M+Br2→2Br+M；②Br+H2→HBr+H；③H+Br2→HBr+Br；④H+HBr→H2+Br；⑤Br+Br+M

7、→Br2+M注意：每步历程反应都是基元反应，所有历程反应的总和或组合构成了总包反应。上述历程反应的组合为：H2+Br2→2HBr20还要注意：有些总反应也是基元反应。如已知反应：2NO+O2→2NO2是基元反应。也即该反应从历程上说：是一步完成的，符合基元反应的定义，是基元反应。因历程反应的组合构成总包反应。所以该反应也是总反应。因此，为了区分，人们引进了简单反应和复杂反应的概念。21(2)简单反