化学反应动力学基础Nppt课件.ppt

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1、第三单元化学反应动力学基础经典化学热力学从静态的角度研究化学反应，解决了化学反应的能量转换、变化的方向和限度等一系列问题，但由于化学热力学只考虑过程的始终态，而不考虑过程的瞬间和时间因素，因此无法解决化学反应的现实性问题。例如：用热力学预见可以发生的，如在常温下氢气和氧气反应生成水，但却因为反应速度太慢而事实上并不发生。这是由于：化学热力学只讨论反应的可能性、趋势与程度，却不讨论反应的速率。而化学动力学则从动态的角度去研究化学反应。研究反应速率及其所遵循的规律和各种因素对反应速率的影响；研究物质的结构、性质与

2、反应性能的关系；揭示化学反应的机理，为最优化控制反应提供理论依据。第一节化学反应速率化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减少或产物浓度的增加来表示化学反应快慢程度的物理量。化学反应速率又分为平均速率和瞬时速率两种。是指反应进程中某时间间隔(Δt)内参与反应的物质的浓度变化量。一、平均速率/tcrBDD=用浓度的变化量表示平均反应速率时,用不同物质的表达式可能不一样。如：3H2+N2=2NH3取一般通式:化学计量数的数符规定反应物负值，生成物正值。是物质B在配平的化学方程式中的化学计量数。BntcrBBn/)

3、/1(DD=二、瞬时速率时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极限。为导数，它的几何意义是c-t曲线上某点的斜率。对于一般的化学反应：aA+bByY+zZ取一般通式:例：2N2O5(CCl4)2N2O4(CCl4)+O2(g)A点的斜率=例如2700s时的瞬时速率：第二节浓度对化学反应速率的影响一、速率方程和速率常数怎样得到速率方程呢？表示反应物浓度与反应速率关系的方程。速率方程c-t图做c-t图可求得r例：求40℃，CCl4中N2O5的分解速率方程2N2O5(CCl4)2N2O4(CCl4)+O2(g)r

4、-c图再做r-c图则可得一直线。即r∝[N2O5]40℃,CCl4中N2O5分解反应的r:c(N2O5)N2O5的分解速率与N2O5浓度的比值是恒定的，即反应速率r与c(N2O5)成正比。即：对于一般的化学反应：速率常数速率方程①k为单位浓度时的反应速率；②k由化学反应本身决定，是化学反应在一定温度时的特征常数，与反应物的浓度无关；③k的数值随温度变化，温度升高，k增大。④相同条件下，k值越大，反应速率越快；速率常数二、反应级数反应级数——速率方程中各浓度的指数称为相应物质的反应级数。总反应级数——速率方程中

5、各物质浓度的指数的代数和。若：=1，对反应物A为一级反应；β=2，对反应物B为二级反应；则+β=3，总反应级数为3。如，对于速率方程：，β必须通过实验确定。通常≠a,β≠b。例：CO+Cl2===COCl2r=kc(CO)c3/2(Cl2)为2.5级反应级数不同，k的单位不同。k的单位：零级反应mol·L-1·s-1；一级反应s-1；二级反应(mol·L-1)-1·s-1。反应级数可以是整数，也可以是分数，也可以为零（个别甚至可以是负数）。三、速率方程的实验测定——初始速率法3.19×10-36.36

6、×10-39.56×10-30.48×10-31.92×10-34.30×10-36.00×10-31.00×10-36.00×10-32.00×10-36.00×10-33.00×10-31.00×10-36.00×10-32.00×10-36.00×10-33.00×10-36.00×10-3123456形成N2的初速率r/mol.L-1.s-1初始浓度/mol.L-1C(NO)C(H2)实验标号例：该反应的速率方程式为：即对NO是二级反应，对H2是一级反应。四、速率方程的应用半衰期：当反应物A的转化率为

7、50%时所需的反应时间称为半衰期，用t1/2表示。半衰期是衡量化学反应快慢的一个重要指标，常用来表示放射性同位素的衰变特征。对于一级反应：则半衰期为：零级、一级、二级反应的速率方程总结：仅适用于只有一种反应物的纯二级反应。例：通过测定某岩石，有1mg的U-238就有0.257mg的Pb-206。试计算此岩石的年龄。已知U-238的半率期为4.5109年。解：假设分析时U-238的量为1mg，岩石中原来铀的总量应为1mg加上衰变为Pb-206的量。美国科学家利比因发明利用测定放射性14C确定地质年代的方法获1

8、960年诺贝尔奖。年)(107.1000.1297.1ln693.0ln1693.0693.02ln92/102/12/1*======tAAkttkkktQrTrTrTrTrT(1)(2)(3)(4)(5)通常有五种类型：（1）反应速率随温度的升高而逐渐加快，它们之间呈指数关系，这类反应最为常见。（2）开始时温度影响不大，到达一定极限时，反应以爆炸的形式极快的进行。第三节温度对化学反应速率的影响