化学反应动力学1（2010材料化学专业）课件.ppt

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1、物理化学电子教案华南师范大学物理化学研究所第七章化学反应动力学活化状态反应物生成物放热反应A+BCAB+CA+B+CRP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7.1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，

2、判断反应进行的方向和限度热力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，需要多少时间等热力学无法回答。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，加热或加催化剂各种外界因素如温度、浓度、压力、催化剂、介质和分子结构等对反应速率的影响动力学曲线动力学曲线是描述在反应过程中反应物的浓度随反应的进行不断变小生成物的浓度随反应的进行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

3、力学曲线反应物和生成物的浓度随时间的变化曲线动力学曲线绘制测定反应物或生成物在不同时刻浓度的方法化学法在不同时刻取出少量反应混合物的样品立即用骤冷、冲稀、加阻化剂、除去催化剂等方法使反应停止，并确定在分析过程中反应不再进行然后进行化学分析。这方法的速度较慢物理法用各种仪器监测与浓度有线性关系的物理量的变化如压力、体积、旋光率、折光率、电导率、电动势、介电常数、黏度和导热率等可用谱仪(IR,UV-VIS,ESR,NMR等)做原位反应转化速率设某化学反应的计量方程和不同时刻的量为转化速率设一般化学反应的计量方程为称为转化速率转化速率

4、单位使用转化速率时，一定要与化学计量方程对应反应速度和速率速度Velocity是矢量，有方向性。速率Rate是标量，无方向性，都是正值。例如:平均速率平均速率不能确切反映速率的变化情况，只提供了一个平均值，用处不大。瞬时速率在浓度随时间变化的图上，在时间t时，作交点的切线，就得到t时刻的瞬时速率。显然，反应刚开始，速率大，然后不断减小，体现了反应速率变化的实际情况。瞬时速率用反应物浓度或生成物浓度随时间的变化表示反应速率N2+3H2→2NH3rN2=-d[N2]/dtrH2=-d[H2]/dtrNH3=d[NH3]/dt由于化学

5、反应方程式中反应物和生成物计量系数的不同，用不同物质表示的反应速率值也不相同如何使反应速率表示与所选用的物质无关？反应速率（rateofreaction）通常的反应速率都是指定容反应速率，它的定义为：对任何反应：速率的单位化学反应速率例如（1）反应速率总为正值；（2）反应速率与所选用的物质无关，但与方程式的书写方式有关如果用压力表示速率单位反应的速率方程(rateequationofchemicalreaction)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

6、积分式。例如：化学反应的速率方程必须由实验确定基元反应和非基元反应基元反应（elementaryreaction）如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中直接作用，即刻转化为生成物分子，这种反应称为基元反应例：计量方程反应经历如下几个主要步骤（1）至（4）为基元反应总反应是非基元反应也称为总包反应基元反应和非基元反应基元反应（elementaryreaction）从微观角度讲，基元反应相当于反应的基本单元一个计量反应的所有基元反应，表明了从反应物到生成物所经历的过程，这就是反应机理，也称为反应历程。将只含有一个基元反应的化学反应称为

7、简单反应将由两个或两个以上基元反应组成的化学反应称为复杂反应，或总包反应。一个化学反应是否基元反应，由实验确定基元反应速率方程-质量作用定律（lawofmassaction）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r非基元反应速率方程（overallreaction）非基元反应反应的速率方程由实验确定.化学反应速率与反应物浓度的幂乘积成正比。幂指数αβ由实验确定.A+B=C+Dr=k[A]α[B]β反应分子数(mol

8、ecularityofreaction)在基元反应中，实际参加反应的分子数目称为反应分子数。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。基元反应单分子反应双分子反应三分子反应反应分子数只