第九章化学动力学(6-12节)11级课件.ppt

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1、第十一章化学动力学(ChemicalKinetis)多媒体课堂教学课件物理化学山东轻工业学院物理化学教研室积分法微分法半衰期法孤立法平行反应对峙反应连续反应链反应一级反应第十一章化学动力学(ChemicalKinetics)第十一章化学动力学(ChemicalKinetis)目录§11.9势能面与过渡状态理论§11.10溶液中反应§11.11多相反应§11.12光化学§11.13催化作用的通性§11.14单相催化反应§11.15多相催化反应*§11.16分子动态学第十一章化学动力学(ChemicalKinetis)目录§11.1化学反

2、应的反应速率及速率方程§11.2速率方程的积分形式§11.3速率方程的确定§11.4温度对反应速率的影响，活化能§11.5典型复合反应§11.6复合反应速率的近似处理§11.7链反应§11.8气体反应的碰撞理论三、连串反应（ConsecutiveReaction）有很多化学反应，是经过连续几步才完成的，前一步生成物就是下一步的反应物，依次连续进行，这种反应称为连串反应或连续反应。例苯的氯化连串反应的数学处理极为复杂，我们只考虑最简单的由两个单向一级反应组成的连串反应。ABC三、连串反应（ConsecutiveReaction）ABC一

3、级连串反应1、动力学方程①②解线性微分方程得或三、连串反应③ABC一级连串反应三、连串反应2、CB～t曲线特点:ABC2、连续反应的c～t关系图特点讨论:①中间产物浓度cB出现一个极大值。因为中间产物B既是前一步反应的生成物，又是后一步反应的反应物，它的浓度有一个先增后减的过程，中间会出现一个极大值。②中间产物极大值的计算为:在中间产物浓度CB出现极大值时，它的一阶导数为零。2、连续反应的c～t关系图特点讨论:ABC一级连串反应这极大值的位置和高度决定于两个速率系数的相对大小，如下图所示：③k1>>k2时，cB,max较大，B有积累,

4、为稳定的中间物；k2>>k1时，cB,max较小，B无积累,为不稳定中间物。2、连续反应的c～t关系图特点讨论:3、应用举例℃℃H2SO4H2SO4例：措施：1）改变温度,使k2k1；2）控制时间在tmax时,移走产物，分离处理。若B为产物:如何控制反应条件？11.6复合反应速率的近似处理方法复合反应的反应历程很复杂，随反应步骤和组分的增加，很难求解微分方程。当已知反应机理，因此常用以下几种近似处理方法。1.选取控制步骤法3.稳态近似法2.平衡态近似法1.选取控制步骤法如果反应机理为连串反应时，若其中某一步反应的速率很慢，这个慢步

5、骤称为连串反应的速率控制步骤。将控制步骤的速率近似作为整个反应的速率的方法称为选取控制步骤法。利用选取控制步骤法，可以大大简化速率方程的求解过程。例:慢快快慢步骤后面的快步骤可以不考虑。1.选取控制步骤法因为B不可能积累，cB≈0，若k1<

6、只有当速控步比其他步骤慢得很多时，其精确度才能足够高。1.选取控制步骤法虽然第二步是速决步，但中间产物C的浓度可从第一步快速平衡求。这种求中间物C的浓度方法称平衡态近似法例1.快平衡慢快快这个方法只适用于：快平衡下面是慢反应的机理,即k1,k-1>>k2。k1,k-1>>k2这时认为控制步骤之前的对行反应能随时保持平衡。2.平衡态近似法(EquilibriumHypothesis)2.平衡态近似法(EquilibriumHypothesis)[例如]反应机理为：①A+BC（快速平衡）②CD（慢）反应总速率为为求cC用平衡态近似法即2.

7、平衡态近似法(EquilibriumHypothesis)反应机理为：①A+BC（快速平衡）②CD（慢）例题例题这个方法只适用于：快平衡下面是慢反应的机理,即k1,k-1>>k2。3.稳态近似法(SteadyStatApproximation)这种在动力学处理中引用稳态下的近似方法称为稳态近似法。反应进行一段时间后,系统活泼中间物cB浓度很小,基本上处于稳态(或定态,即某中间物的生成与消耗速率相等)，这时，各活泼中间产物的浓度可认为保持不变即一般采用稳态近似法确定活泼中间物（如自由基）的浓度！用稳态法处理的条件是：k-1,k2>>k1

8、若k1<