8动力学要点.ppt

影响反应速率的基本因素是浓度c 、温度T 和催化剂。主要讨论浓度c 和温度T 对反应速率的影响规律: f (c,T,t ) = 0 反应速率方程。 反应进度定义为 瞬时速率及反应速率的测定 3.基元反应和反应分子数 非基元反应 反应机理（reaction mechanism） 4.基元反应的速率方程——质量作用定律 5．用气体组分的分压表示的速率方程 1.一级反应（first order reaction） 一级反应的微分速率方程 2. 二级反应(second order reaction) 该类二级反应的特点 3. n 级反应(nth order reaction) 4.零级反应(Zeroth order reaction) 各级反应的任何一个动力学特征都可作为确定反应级数的依据 绘制动力学曲线 1.微分法确定反应级数 2.积分法确定反应级数 2.积分法确定反应级数 3.半衰期法确定反应级数 3.半衰期法确定反应级数 4、孤立法确定反应级数 范特霍夫（van’t Hoff)近似规律 1. 阿仑尼乌斯方程 1. 阿仑尼乌斯方程 1. 阿仑尼乌斯方程 1. 阿仑尼乌斯方程 范特霍夫根据大量的实验数据总结出一条经验规律：温度每升高10 K，反应速率近似增加2~4倍。这个经验规律可以用来初步估计温度对反应速率的影响。 速率常数k是温度的函数，在T一定时，为一常数；温度T改变，k也随之改变，k = f(T) 。因此温度对反应速率的影响，是通过改变速率常数k而实现的 §8.3 温度对反应速率的影响以及活化能 指数式： 描述了速率常数随温度而变化的指数关系。A称为指前因子，Ea称为活化能，都是与温度无关的常数。 对数式： 描述了速率常数与 1/T 之间的线性关系。测定不同温度下的 k 值，以 lnk 对 1/T 作图，从而求出活化能Ea 。斜率 截距为lnA ，可求出A 即该文物已有2716年的历史。 碳-14能氧化為二氧化碳，通过光合作用、新陈代谢等过程在生物体内保持平衡。一方面碳-14由于放射性衰变而減少，但又立即通过新陈代谢得到补充。 当生物死亡时，停止了新陈代谢，碳-14衰变后得不到补充，而规律性的减少。大約每隔5730年碳-14含量便減少一半。因此統計生物体中碳14衰变的量，便可推算其死亡的年代。 例 已知碳-14的半衰期为5730年，现有一出土文物，经测定其含碳-14为初始含量的72％ ，问该文物有多少年历史？ 解：放射性元素碳-14的蜕变为一级反应，碳-14为初始含量的72％，转化率αA= 1-0.72=0.28 达到某一转化率α A所需时间: 反应速率方程中，浓度项的幂指数之和等于2 的反应称为二级反应。常见的二级反应有乙烯、丙烯的二聚作用，乙酸乙酯的皂化，碘化氢的热分解反应等。 例如，有基元反应： 1)只有一种反应物的二级反应: 2A → P 积分方程： 用转化率表示，cA= cA,0(1-αA) 微分方程： 3. 与 t 成线性关系: 1. 速率系数 k 的单位为[浓度] -1 [时间] -1 2. 半衰期与起始物浓度成反比 2)有两种反应物的二级反应: ①有二种反应物 ，但初始浓度与系数成比例 与只有一种反应物的二级反应结果一样 只讨论A和B的分级数都为1 的情况 ②有二种反应物 ，且初始浓度与系数不成比例 只讨论A和B的分级数都为1 的情况 t 时刻反应物A和B反应掉的浓度为CX 积分方程： 即仅由一种反应物A生成产物的反应，反应速率与A浓度的n次方成正比，这里 n ≠1。 nA → P nA → P t =0 cA,0 0 t =t cA 如对二级反应，n=2 nA → P 代入 反应速率方程中，反应物浓度项不出现，即反应速率与反应物浓度无关，这种反应称为零级反应。常见的零级反应有表面催化反应和酶催化反应，这时反应物总是过量的，反应速率决定于固体催化剂的有效表面活性位或酶的浓度。 A → P vA = k 速率常数k的单位为： [浓度][时间]-1 零级反应的特点： 1.速率系数k的单位为[浓度][时间]-1 3. cA与 t 呈线性关系 2.半衰期与反应物起始浓度成正比： 如果已知反应系统总压或反应物分压的变化，则直接用分压表示的速率方程计算 对一级反应 对二级反应 nA → P 无需将PA→CA ，kP →kC 再代入用浓度CA表示的速率方程进行计算 例题：300K恒容气相反应 A+B→D ,试验测得反应速率方程