七反应速率和速率方程.PPTVIP

7 化学动力学 简单级数反应的动力学方程 2 速率方程的确定 3 反应速率和速率方程 1 7 化学动力学 典型复合反应的动力学方程 4 复合反应动力学处理中的近似方法 5 链反应动力学 6 反应速率理论 8 溶液反应动力学 9 温度对反应速率的影响 7 7 化学动力学 催化反应动力学 10 光化学反应动力学 11 微观反应动力学 12 7.1 反应速率和速率方程 1 2 化学动力学的内容 反应速率的表示方法 3 反应速率的测定方法 4 质量作用定律 5 速率方程 7.1.1 化学动力学的内容 根据各种因素对各个反应速率的影响，可确定最佳的温度、压力和催化剂等条件，以提高所需主反应的反应速率、降低副反应的反应速率，从而增加产量和提高产品纯度，因此研究各种因素对反应速率的影响是化学动力学研究的主要内容。 化学动力学除了研究化学反应的速率以及各种因素对反应速率的影响外，还探讨化学反应进行的机理。 7.1.2 反应速率的表示方法 7.1.3 反应速率的测定方法 7.1.3 反应速率的测定方法 连流法 7.1.3 反应速率的测定方法 停流法 7.1.4 质量作用定律 基元反应的反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比，各浓度的方次为基元反应方程式中相应组分化学计量数的绝对值。 7.1.5 速率方程 速率方程是由实验测量确定的反应速率与物质浓度间的关系式。许多化学反应的速率方程可以表示成如下形式： 动力学方程除了可通过速率方程的数学处理获得外，也可通过实测的浓度和时间的数据归纳出来。利用反应的动力学方程可以计算反应过程中任一时刻反应组分的浓度或计算反应组分达到某浓度所需的反应时间等。 7.2 简单级数反应的动力学方程 1 2 零级反应 一级反应 3 二级反应 4 n级反应 7.2.1 零级反应 反应速率与物质浓度无关的反应为零级反应，其速率方程为： 7.2.2 一级反应 反应速率与物质浓度成正比的反应为一级反应，其速率方程为： 【例7.1】已测得20℃时乳酸在酶的作用下，氧化反应过程中不同反应时间t的乳酸浓度[A]的数据如下： 7.2.2 一级反应 （1）考察此反应是否为一级反应。 （2）计算反应的速率常数及半衰期。 7.2.3 二级反应 反应速率与两种物质浓度的乘积或一种物质浓度的平方成正比的反应称为二级反应。 【例7.2】乙酸乙酯皂化反应： 在298K下测得如下动力学数据： 7.2.3 二级反应 （1）考察该反应是否为二级反应。 （2）计算反应的速率常数。 7.2.4 n级反应 反应速率与某种物质浓度的n次方成正比的反应为n级反应，速率方程为： 7.3 速率方程的确定 1 2 确定速率方程的一般方法 尝试法 3 微分法 4 半衰期法 速率方程要通过动力学数据的测定来建立。大多数反应的速率方程可归纳成如下形式： 除某组分外，其余各组分均大大过量的条件下测定某组分分级数的方法叫孤立法。 7.3.1 确定速率方程的一般方法 尝试法是将实验测得的任一组分A的浓度[A]和时间t的数据逐一代入不同级数反应的动力学方程中，计算出一系列k值。看看用哪种级数反应的动力学方程算出的k相同，反应即为此种级数的反应。 7.3.2 尝试法 7.3.3 微分法 7.3.4 半衰期法 半衰期法是用半衰期的数据确定反应级数的方法。 7.3.4 半衰期法 【例7.5】326℃下在一密闭容器中进行1,3-丁二烯的二聚反应： 开始时容器中只有 。在不同时间t测得容器中气体总压 ，数据如下： 7.3.4 半衰期法 7.4 典型复合反应的动力学方程 1 2 平行反应 对行反应 3 连串反应 7.4.1 平行反应 一种或几种反应物同时进行着几种不同的基元反应，这种复合反应称为平行反应。 由两个一级反应组成的平行反应，其总反应仍为一级反应，总反应的速率系数为两个基元反应速率常数之和。 7.4.2 对行反应 正向和逆向同时进行的反应称为对行反应或对峙反应。 7.4.3 连串反应 由几个连续的基元反应所组成的反应称为连串反应或连续反应。 7.5 复合反应动力学处理中的近似方法 1 2 选取控制步骤法 稳态近似法 3 平衡态近似法 连串反应或包含连串反应的复合反应中，如果连串的各基元反应的速率相差很悬殊时，则总反应速率近似等于最慢一步基元反应的速率。最慢的一个基元反应步骤控制了整个反应的速率，被称为反应速率的控制步骤。在反应的动力学处理中引用总反应速率近似等于控制步骤反应速率的方法称为选取控制步骤法。 7.5.1 选取控制步骤法 反应系统中某中间物的浓度近似不随时间变化的状态称为稳态、静态或定态。在反应