中南大学物化7章化学动力学ppt课件.ppt

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1、第7章化学动力学第8章电解质溶液第9章可逆原电池第10章电极过程第11章表面化学和胶体化学电化学32学时（1-8周）本学期“物理化学”（下）内容：本学期“物理化学”（下）成绩考核：期末考试卷面成绩占70%平时成绩占30%平时成绩：4-5次作业成绩平均分平时成绩记分规则：.按时交作业按评阅分数记.未按时交记60分.未交记0分第七章化学动力学§1化学动力学的任务与概况一、化学动力学的任务化学热力学研究（战略问题——可能性）：化学反应自动进行的方向、限度及平衡条件。化学动力学研究（战术问题——可行性）：化学反应进行的速

2、率、机理和影响速率的因素。H2(g)+0.5O2(g)====H2O(l)2NO2(g)====N2O4(g)热力学上得到肯定的反应，通过动力学研究，寻找提高反应速率的途径。二、化学动力学的发展概况质量作用定律阿仑尼乌斯公式碰撞理论过渡状态理论分子反应动态学1.宏观反应动力学：从宏观的角度研究反应的机理和动力学行为，各种宏观因素对速率的影响。2.元反应动力学：借助统计力学的方法，从微观分子反应的动力学行为特征出发，研究宏观元反应动力学。三、基本术语1.反应速率“速度”——矢量，“速率”——标量，习惯上以反应物浓度

3、表示以产物浓度表示通式严格定义为反应进度随时间的变化率—（dξ/dt）对恒容反应：对反应aA+fF→xX+yY而言：或：＞0反应物A、F的消耗速率生成物X、Y的增长速率2.元反应（基元反应）构成化学反应的最基本反应步骤称为元反应；即：由作用物粒子直接反应生成产物粒子的反应。两个以上的元反应构成的总（包）反应称为非元反应或复杂反应。3.反应机理（历程）一个总包化学反应中所包含的元反应按序排列就构成该总包化学反应的机理（历程）。4.反应速率方程r=f（cA，cB，...…，cN，T）一般指定温度，则r=f（cA，cB

4、，...…，cN）——反应速率方程（1）质量作用定律——元反应速率方程在一定温度下，r∝(c作用物)n，aA+fF→xX+yYk：反应速率常数kB：反应速率常数反应：H2+I2===2HI①I2→2I②2I→I2③H2+2I→2HI（2）复杂反应速率方程aA+fF→xX+yY▲幂函数形式：▲非幂函数形式：许多反应则：反应速率只与作用物浓度有关如式（7-6）非基元反应5.反应级数与反应分子数▲反应级数体现了各反应物浓度对反应速率的影响程度，α是A物对应的反应级数，体现了A物浓度对反应速率的影响程度，……。通常指总反

5、应级数，即n=α+β+γ+δn：整数、分数、正数、负数或不能确定。元反应级数一定是正整数；复杂反应级数各种情况都可能。P359▲反应分子数元反应中直接参与反应所需的最少粒子（分子）数，是元反应方程式中各作用物的计量系数之和。单分子反应，双分子反应，三分子反应对元反应而言，反应分子数=反应级数；对复杂反应无反应分子数可言。反应级数是从宏观上描述浓度对反应速率的影响；反应分子数是从微观上描述反应的特征。6.反应速率常数k温度、介质、催化剂、器壁性质、…...单位与反应级数、浓度单位有关，表7-1；[例1]某反应的速率

6、方程为：r=k(cA)m，cA的单位是mol·dm-3，时间的单位是s，则k的单位是().(a)mol(1-m)·dm3(m-1)·s-1，(b)mol-m·dm3m·s-1，(c)mol(m-1)·dm3(1-m)·s-1，(d)molm·dm-3m·s-1，注意：r的单位是mol·dm-3·s-1，[例2]某气相反应在400K时的kp=10-3(kPa)-1·s-1，则同温下kc=？解：反应为几级？pV=nRTpV=(n/V)RT=cRT§2动力学方程式c=f(t)非线性，动力学特征，包括：反应级数，速率常数

7、，浓度与时间的关系幂函数速率方程积分式非幂函数速率方程数值解一、n级反应动力学方程有反应：aA+eE+fF→产物设产物浓度对速率无影响，则：tc产物作用物（1）纯n级反应若，则整理移项积分c=f(t)★n=1或当时，特征：①k1与浓度单位无关，单位：(时间)-1；②lncB与t呈线性关系，斜率=νBk1；③t1/2与νBk1有关，与cB,0无关。ln(cA,0/cA)t如元反应：A→产物lncAt1级反应A物浓度与时间关系示意图特征：k2与浓度单位有关，单位：(浓度)-1(时间)-11/cB与t呈线性关系，斜率=

8、-νBk2；t1/2与cB,0有关，成反比1/cAt2级反应A物浓度与时间关系示意图如元反应2A→产物★n=n（2）混n级反应若，则令如元反应A+F→产物，若cA,0=cF,0，化为纯2级：若cA,0≠cF,0，则为混2级，特征：①k2与浓度单位有关，单位：(浓度)-1(时间)-1(与纯2级一样)；②ln(cA/cF)与t呈线性关系(与纯2级不同)；③A和F无统一的半衰期