物理化学化学反应动力学全解.ppt

二级反应的微分速率方程 二级反应的积分速率方程 k2的量纲为 浓度-1 . 时间-1 作图为一直线，斜率为 二级反应的半衰期与反应物的起始浓度成反比。 二级反应的特点 3. 零级反应 零级反应的微分速率方程 零级反应的积分速率方程 零级反应的特点 k0的量纲为 浓度. 时间-1 作图为一直线，斜率为 零级反应的半衰期与反应物的起始浓度成正比。 4. 简单级数反应的规律 5. 反应级数的确定 确定反应级数的方法与过程大致为：先根据具体反应，预估可能的反应级数，然后设计实验步骤，测出的 c — t 有关的数据，用各种不同的处理方法对数据进行处理并得到最终结果。 主要处理的数据为反应速率常数 k 和反应级数 n 确定反应级数的方法 微分法 积分法 半衰期法 孤立变量法 微分法 以 —— 作图 斜率为n 截距为 级数可为整数，分数 积分法 尝试法 对于正整数级的反应可用此法判断。实验测定一系列的 c — t 数据，分别代入各级数的动力学方程，每组数据可得到一个 k 值。若代入某个方程后，用多组c — t 数据计算出的k 值为常数时，该公式所代表的级数就是所求的反应级数。 作图法 用各级反应所特有的线性关系作图确定级数。 要求：数据点要多。 获得良好的直线关系后，可由斜率得到反应速率常数 k值。 用不同的初始浓度 c0 测出 如与初始浓度 c0 无关，则不是一级反应。 半衰期法 斜率为1-n 截距为 可用改变反应物数量比的方法确定级数a b 在几次实验中保持 cA0不变，使用不同的 cB0， 测出初始反应速率 孤立变量法 4.3 复杂反应的速率方程 几种典型的复杂反应 对峙反应 平行反应 连续反应 1. 对峙反应 反应的净速率 平衡时 对峙反应的特点 求解速率常数 以 和 作图，得到斜率 结合 解得 见P131例4-3-1 2. 平行反应 * * 第四章化学反应动力学 物理化学 化学热力学的研究对象与局限性 化学动力学的研究对象 本 章 内 容 4.1 化学反应的速率和机理 4.2 基元反应的速率方程 4.3 复杂反应的速率方程 4.4 温度对反应速率的影响 4.5 化学反应速率理论 4.1 化学反应的速率和机理 1. 化学反应速率的定义及其表示方法 化学反应速率是指单位时间内,反应物浓度的减少量,或生成物浓度的增加量. － － 反应速率 单位: 浓度 时间-1 mol m-3 s-1 对于气体,可用分压代替浓度 单位: 压力 时间-1 2. 反应速率的测定 测定c ～ t 绘制c ～ t 图 得到斜率 测定浓度的方法: 化学法: t 时取样,化学分析 优点: 能直接得到浓度的绝对值. 缺点: 操作复操, 分析速度慢. 物理法: 测定与c有线性关系的物理量, 如旋光度、折光 率、压力、体积、电动势、电导及各种光谱、质谱等信号 优点: 连续、快速、方便. 缺点: 干扰因素多、易扩散误差. 需要标准曲线 3. 化学反应的机理 化学反应的机理，就是在化学反应过程中从反应物变为产物所经历的具体途径，称为反应机理，或称反应历程。 反应历程 反应机理概念 如果一个化学反应，是反应物的微粒（原子，分子，离子，自由基…）直接作用，一步直接实现化学反应，称为元反应，也称基元反应。 基元反应 反应机理的分类 简单反应：一个元反应 复合反应： 两个或两个以上元反应 反应分子数 基元反应中，参加反应的反应物微粒的个数，称为该基元反应的反应分子数。 单分子反应 双分子反应 三分子反应 只有经过动力学的机理研究后才能确定基元反应 速率方程 质量作用定律 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。 基元反应 化学反应速率方程式 反应速率常数 不同的反应有不同的反应速率常数。 反应速率常数与反应温度，反应介质（溶剂），催化剂等有关。 反应速率常数与反应物浓度无关。 反应速率常数的量纲与反应分子数有关。 反应级数 4.2 基元反应的速率方程 1. 一级反应 一级反应的微分速率方程 一级反应的积分速率方程 一级反应的特点 k1的量纲 时间-1 作图为一直线，斜率为 斜率 半衰期：是指反应物的起始浓度消耗了一半所需的时间。 一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关。 一级反应的半衰期可以用来衡量反应速率。 越大， k1越小，反应速率慢。 2. 二级反应