最新物理化学化学动力学课件ppt.ppt

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1、物理化学化学动力学化学动力学的任务和目的化学反应速率表示法化学反应的速率方程具有简单级数的反应温度对反应速率的影响链反应催化反应动力学化学热力学的研究对象与局限性化学动力学的研究对象化学动力学发展概况化学动力学的任务和目的1850年：人们提出浓度与反应速率的关系。化学动力学发展概况十九世纪末：范霍夫、阿仑尼乌斯讨论了反应速率与温度的关系。目前：动力学的研究已从宏观动力学的研究进入到态-态反应动力学的研究。二十世纪：化学动力学、催化等有了新的发展，特别是许多新技术如：激光、交叉分子束、计算机等用于动力学的研究。反应速率反应速率的测定化学反应速率表示法通常的反应速率都是指定

2、容反应速率，定义为：对任何反应：反应速率(Rateofreaction)确立一个反应的速率，就必须测定不同时刻的反应物或产物的浓度，即测定反应中各物质浓度随时间的变化关系。这需要绘制动力学曲线。测定不同时刻各物质浓度的方法有：反应速率的测定(1)化学方法: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。(2)物理方法:用各种物理性质测定方法(旋光、折射率、电导率、电动势、粘度等)或现代谱仪(IR、UV-VIS、ESR、NMR、ESCA等)监测与浓度有定量关系的物理量的变化，从而求得浓度变化。速率方程基元反应反应分子

3、数反应机理质量作用定律反应级数反应的速率系数反应分子数与反应级数的区别化学反应的速率方程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。速率方程分为微分式和积分式。速率方程(Rateequationofchemicalreaction)基元反应简称元反应，凡分子、原子、离子、自由基等直接碰撞，一步实现的反应叫基元反应。如基元反应:基元反应(Elementaryreaction)反应分子数：是指在基元反应过程中参与反应的粒子(分子、原子、离子、自由基等)的数目。根据反应分子数可以将化学反应分为单分子反应，双分子反应，三分子反应，三分

4、子以上的反应目前还未发现。反应分子数(Molecularityofreaction)单分子反应双分子反应蔗糖葡糖果糖三分子反应是很少见，大多与NO有关。反应机理又称为反应历程。在总反应中，连续或同时发生的所有基元反应称为反应机理，在有些情况下，反应机理还要给出所经历的每一步的立体化学结构图。同一反应在不同的条件下，可有不同的反应机理。了解反应机理可以掌握反应的内在规律，从而更好的调控反应。反应机理(Reactionmechanism)简单反应：一步能够完成的反应叫简单反应，简单反应由一个基元反应组成。简单反应本身是由一个基元反应组成，故质量作用定律可直接用于简单反应。反

5、应机理的分类复杂反应：由两个或两个以上的基元反应组成的反应，质量作用定律不能直接应用，但质量作用定律可直接应用于每一基元反应。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。质量作用定律(Lawofmassaction)例如：基元反应反应速率r速率方程中各反应物浓度项的指数称为该反应物的反应级数；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。n的大小表明浓度对反应速率的影响程度；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,称为无级数反应；反应级数

6、是由实验测定的。反应级数(Orderofreaction)例如零级一级对A、B各为一级，反应为二级无级数反应速率方程中的比例系数k称为反应的速率系数。其物理意义：参加反应的物质浓度均为单位浓度(1mol·dm-3)时的反应速率的数值，k的大小与反应物的浓度无关，但与反应的本性、温度、溶剂、催化剂等有关；k的大小可以代表反应的速率，表示反应的快慢、难易；k的单位为：[浓度]1-n时间-1，即(mol·dm-3)1-n·s-1，k的单位随着反应级数的不同而不同。反应的速率系数(Ratecoefficientofreaction)对于气相反应若pB=cBRT，推证kp与kc的

7、关系.由（1）和（2）式可得(1)(2)反应分子数与反应级数的区别(1)意义不同：反应级数是浓度方次的加和，反应分子数是参加基元反应的反应物的粒子数目。(2)适用的范围不同：反应级数用于简单反应、复杂反应在内的宏观化学反应，反应分子数适用于基元反应所对应的微观化学变化。(3)取值不同：反应级数可以为0、1、2、3、分数、负数，而且对指定反应，反应级数可依反应条件变化而改变。反应分子数只能为1、2、3，对指定的基元反应为固定值。(4)对于简单反应来说，反应分子数和反应级数不一定一样，如蔗糖水解是双分子反应，但为一级反应。(6)速率方程不能写