物理化学教学课件 七化学动力学1.pptVIP

以反应物浓度表示 以产物浓度表示 一、计量方程与机理方程 例： 反应： 在具有反应物浓度幂乘积形式的的速率方程中，k称为反应速率常数 基元反应的级数：反应级数等于反应分子数，一定为正整数或零。但零级反应却不可能有零分子反应， 非基元反应的级数：反应级数可以为正数、负数或零，并可以为整数也可以是分数。无反应分子数。 主要内容 一级反应速率方程的微分式、积分式 一级反应的特点 一级反应的特点： k的量纲为[时间]-1 ，单位为s-1 lncA 与 t 成线性关系 反应的半衰期 总结 对于动力学中的任一的级数反应： 1 写出微分速率方程； 2 导出积分速率方程； 3 得出该反应的特点。 二、二级反应 二级反应的特点： 速率常数k的量纲为[浓度]-1·[时间]-1， 1/cA与t成线性关系，直线的斜率为kA,截距为1/cA,0； 半衰期 对t 成线性关系，可得到通过原点的 直线。 第三节 速率方程的积分形式 一、零级反应：反应速率与反应物浓度的零次方成正比 零级反应的特点： K 的量纲为[浓度]·[时间]-1，单位：mol·m-3·s-1 cA与t成线性关系， 半衰期 五 简单级数反应特征的比较 P228表7-1 一级反应 例：某金属钚的同位素进行β放射为一级反应，14d后，同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的： (1) 蜕变常数，(2) 半衰期，(3) 分解掉90%所需时间。 解： 一种反应物 aA+bB P 设经历t时间后，反应物A、B消耗掉的浓度x a=b,cA,0≠cB,0 (6.12) 两种反应物： 2、两种反应物初浓度不同，半衰期各不相同。 分别把 代入计算。 （6.13） 1、 t 零级反应线性关系 n级反应 只有一种反应物 有多种反应物，但初浓度比为计量比 有多种反应物，但除A外其余各物质大量过剩,可以视为常数。 简化为： 微分式： 积分式： ① 作 ② k 的量纲为: [浓度] 1－n · [时间]－1 ③ (当 n≠1 时) 特点: －t 图为一直线，其斜率为(n－1)k 第五节 反应级数的确定 Determination of overall order 反应类型: aA→ P aA + bB + …→P 写出微分方程式: 拟定实验方案: ① 测定一组 c～t 数据 ② 测定多组 c～t 数据 * * * * 第七章 化 学 动 力 学 研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及外界条件对平衡的影响。 化学热力学只能预测反应的可能性，但无法预料反应的速率如何？反应的机理如何？例如： 热力学只能判断这两个反应都能发生，但如何使它发生，热力学无法回答。 1.化学热力学的研究对象和局限性 2.化学动力学的研究对象 例如： 动力学认为： 需一定的T,P和催化剂 点火，加温或催化剂 研究各种因素对反应速率的影响规律 反应物、产物、催化剂其它物质浓度 系统的温度和压力 光、电、磁等外场 1848年 van’t Hoff 等容方程： 1891年 Arrhenius 设 为与T无关的常数 1935年 Eyring等提出过渡态理论 1960年 交叉分子束反应，李远哲等人1986年获诺贝尔化学奖 3.化学动力学发展简史 反应物和产物的浓度随时间的变化 浓度c 时间 反应物[A] 产物[E] 第一节 化学反应速率的表示及其测定 反应速率的定义及表示方法 a A+ b B e E+ f F 反应一般为恒容，V为常数 反应速率：单位时间、单位体积中反应物的量的 减少或产物量的增加。 恒容下，V为常数，t时刻的反应速率： 反应速率：单位时间、单位体积反应进度（dξ/dt） 的变化。 (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。 优点：能直接得到浓度的绝对值 不足：操作复杂，分析速度慢 反应速率的实验测定： 反应速率的实验测定就是测定不同时刻反应中各物质的浓度。反应中各物质浓度随时间的变化曲线为动力学曲线即C~t曲线。有了C~t曲线才能在t 时刻作切线，求出瞬时速率 (2)物理方法 用各种物理性质测定方法(旋光度、折射率、电导率、电动势、粘度等