第八章 化学反应动力学.ppt

第八章 化学动力学基础;§8-1 化学动力学的目的和任务 ;精品资料; 你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？ 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ 教师的教鞭 “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……” “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”;许多化学反应，热力学的角度分析可能性很大，但现实中却难以觉察它们在进行，原因是反应速率极慢。;再如 2H2+O2 ? 2H2O ?rGm?(298K)= – 237.2 kJ·mol-1 ;§8-1 化学动力学的目的和任务 ;1、研究各种因素（浓度、温度、压力、催化剂、光、介质??）对反应速率的影响。 2、揭示反应机理（即反应实际进行的具体步骤），研究物质的结构与反应性能的关系。;一、反应速率的表示法;为了克服因选用不同物质而造成反应速率不一致的缺陷，IUPAC规定，用反应进度ξ随时间的变化率来表示反应的转化速率。 ;对任意反应 aA + bB = yY + z Z;对于任意反应 aA + bB ?? yY + z Z ;（1）转化速率与物质B的选择无关； （2）对任何条件下进行的反应，总是严格的、正确的;;3. 单位体积的反应速率υ;例如，N2 + 3H2 =2NH3，等容条件下反应速率：;一、 反应速率的表示法;一、 反应速率的表示法;一、 反应速率的表示法;要测定反应在某一瞬间的速率dc/dt，可在反应进行后隔一定时间测定反应物或产物的浓度：;以c ? t作图，得一曲线，求各点的切线，其斜率: dc /dt ，即为相应时刻的瞬时浓度变化率;反应速率与反应物质的浓度之间存在一定的函数关系，两者之间的关系式就是;例如 ：H2 (g) + Cl2 (g) ? 2HCl (g);1、基元反应和复合反应;“反应机理”或“反应历程”： 组成宏观总反应的基元反应的总和。; 基元反应中，参与变化所需的反应物微观粒子（分子、离子、原子、自由基）的数目。　　　　　　　　　　　;应当强调指出： 反应分子数是针对基元反应而言的。 “简单反应”和“复合反应”是针对宏观总反应而言的。这些概念不可混为一谈。;——质量作用定律;2、质量作用定律;但速率公式符合质量作用定律的，不一定就是简单反应，有可能是复合反应的巧合。;复合反应的速率方程不能由质量作用定律直接得到。怎么来获得？;1）可以知道哪些组分以怎样的关系影响反应速率。;若某一反应（不管是基元反应还是复合反应）的速率公式可以表达为： ;3、反应级数;HBr合成反应　H2 + Br2 ? 2HBr;3、反应级数;根据质量作用定律，基元反应速率公式：;0级: mol·dm-3 ·s-1; 1级: S-1; 2级 : mol-1·dm3 ·s-1; 3级:mol-2·dm6 ·s-1; …;其逆向基元反应 3Y ? 2A + B;推广到任意基元反应;严格的说，任何反应都是可逆反应。;前面所讲是微分动力学方程，它直接表示出了浓度对反应速率的影响，便于理论分析。;① 速率公式符合　υ=kcAacBb? ② A、B ?只是反应物 ③无论是a、b?或n都是0或正整数。; 微分形式:; 反应速率与浓度的一次方呈正比 反应速率系数k的单位：s-1 或min-1 ln {c}?t 呈直线，斜率= – k 半衰期与起始浓度c0无关;(5) 反应物达到一定的转化率所需的时间与初始浓度c0无关。;一级反应例子很多：;C12H22O11(蔗糖) + H2O ?? C6H12O6(葡)+ C6H12O6(果);一、一级反应;;二级反应有两种情况：A+B?? D;(1) 速率系数k单位: mol-1 · dm3 · s-1 ;A + B ?? P，若反应物A和B起始浓度不同 ;特点: 有三种直线关系;例如氢气和碘蒸气化合生成碘化氢的反应，以及碘化氢气体的分解反应均为二级反应;1. A + B + C ?? P ;(1) k单位mol-2 ·dm6 · s-1 (2) 1/c2 与t 成直线关系; (3) t1/2与1/c02 成正比;;零级反应： ;实际反应机理(尤其是高温冶炼反应) 非常复杂，一般不能从反应式直接写出速率方程。;简单级数反应的动力学特征;;将不同时间t测得的浓度c分别代入下列各式，计算k值;一级反应：lnc~t 呈直线 二级反应：