物理化学核心教程电子教学教案.ppt

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1、物理化学核心教程电子课件第七章化学动力学2021/9/5第七章化学动力学7.1动力学的基本概念7.2具有简单级数反应的特点7.3温度对反应速率的影响7.4典型的复杂反应7.5反应速率理论简介7.6催化反应动力学7.7光化学反应7.8快速反应测试技术简介2021/9/57.1动力学基本概念1.化学动力学的研究对象2.动力学曲线3.转化速率4.化学反应速率5.基元反应和非基元反应6.反应的速率方程和速率系数7.反应分子数和质量作用定律8.反应级数和准级数反应2021/9/57.1.1化学动力学的研究对象化学热力学研究的问题在给定条件下，反应进行的方向和限度热力

2、学研究的局限性只考虑可能性，不研究变化的具体速率和历程热力学只能判断这两个反应都有可能发生，但如何使它发生，热力学无法回答。2021/9/57.1.1化学动力学的研究对象化学动力学研究的问题化学反应的速率和机理，了解反应本质动力学认为：需一定的温度、压力和催化剂点火，加温或加催化剂各种外界因素如温度、压力、催化剂、溶剂和光照等对反应速率的影响2021/9/57.1.2动力学曲线动力学曲线是描述反应物的浓度随时间的变长不断变小生成物的浓度随时间的变长不断变大以时间为横坐标、浓度为纵坐标，画出浓度随时间的变化曲线，称为动力学曲线反应物和产物的浓度随时间的变化曲

3、线2021/9/57.1.2动力学曲线动力学曲线浓度c时间反应物[R]产物[P]2021/9/57.1.2动力学曲线测定反应物或生成物浓度的方法化学法在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。速度较慢物理方法用各种仪器监测与浓度有定量关系的物理量的变化如压力、体积、旋光率、折射率、电导率、电动势、介电常数、粘度等可用谱仪(IR,UV-VIS,ESR,NMR等)做原位反应2021/9/57.1.3转化速率设某化学反应的计量方程为2021/9/57.1.3转化速率设一般化学反应的计量方程为称为转化速率

4、转化速率单位使用转化速率时，一定要与化学计量方程对应2021/9/57.1.4化学反应速率化学反应速率的定义速率的单位浓度c时间反应物[R]产物[P]2021/9/57.1.4化学反应速率例如无论用参与反应的哪个物质表示，都可得到相同的速率如果用压力表示2021/9/57.1.5基元反应和非基元反应什么是基元反应？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例如：有如下几步完成这4步都是基元反应总反应是非基元反应即总包反应2021/9/57.1.6反应的速率方程和速率系数反应的速率方程速率方程又称动力学方程例如：它

5、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2021/9/57.1.6反应的速率方程和速率系数反应的速率方程是由实验确定的例如有反应：实验测定反应速率与反应物浓度的一次方成正比则反应速率方程为：2021/9/57.1.6反应的速率方程和速率系数反应的速率系数在速率方程中：称为速率系数速率系数在数值上相当于单位反应物浓度时的速率在一定温度下，速率系数的值与反应物浓度无关，故有的称为速率常数。速率系数的单位随速率方程中浓度项的指数和的不同而不同。ratecoefficient2021/9/57.1.7反应分子数和质

6、量作用定律反应分子数在基元反应中，反应物分子数之和称为反应分子数反应分子数是正整数，目前知道有1，2或3对于基元反应，反应速率与反应物浓度的幂乘积成正比质量作用定律幂指数就是基元反应方程中各反应物的系数质量作用定律只适用于基元反应2021/9/57.1.7反应分子数和质量作用定律例如：基元反应反应速率r反应分子数22232021/9/57.1.7反应分子数和质量作用定律又如：基元反应反应速率r反应分子数1223因为速率的单位相同，则不同反应分子数的速率系数的单位不可能相同2021/9/57.1.8反应级数和准级数反应反应级数速率方程中各反应物浓度项上的指数

7、称为该反应物的级数；所有浓度项指数的代数和称为该反应的总级数，通常用n表示反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零，有的反应无法用简单的数字来表示级数。反应级数是由实验测定的。n的大小表明浓度对反应速率影响的大小。2021/9/57.1.8反应级数和准级数反应例如有一反应经实验测定，其速率方程为：反应对A是一级，对B是二级一级速率方程反应级数二级二级三级速率方程反应级数1.5级负一级无简单级数零级2021/9/57.1.8反应级数和准级数反应准级数反应若某一物质的浓度远远大于其他反应物的浓度，在反应过程中可以认为其浓度没有变化，可并入速率系数项，这时反应总

8、级数可相应下降，下降后的级数称为准级数反应。如果在速率方程中有催化