动力学物理化学教案(华中师范大学).pptVIP

第七章 第七章 §7.1 基元反应动力学 化学动力学是研究化学反应速率和历程的学科。化学动力学的基本任务是：考察反应过程中物质运动的实际途径；研究反应进行的条件（如温度、压力、浓度、介质、催化剂等）对化学反应过程速率的影响；揭示化学反应能力之间的关系。从而使人们能够选择适当反应条件，掌握控制反应的主动权，使化学反应按所希望的速率进行。 1 转化速率(rate of conversion) 化学反应 的转化速率定义为： 该反应的反应进度 随时间 t 的变化率 ，即 按照反应进度的定义，如果B为参与反应的任一种物质则 ，那么 转化速率还可以表示为 = 这一定义在描述化学反应快慢时具有通用性，但化学反应转化速率这一概念在用于不同化学反应系统时缺乏可比性，因为转化速率并没有规定系统的大小。 反应速率( rate of reaction)——r 定义单位体积反应系统中反应进度随时间的变化率作为反应速率，以符号r表示，即 r = = 反应速率r 的常用单位是 mol dm-3 s-1 对均相恒容反应系统反应速率的定义可以写成 或 r 的量纲为[浓度]·[时间]-1，常用单位是：mol dm-3 s-1。对气相化学反应，在一定温度下以压强作为浓度单位这时反应速率的常用单位为Pa s-1 。 组分速率——rB 使用一种反应物或产物的浓度随时间的变化率来表示反应的快慢，称之为组分速率并用符号rB表示，即 rB = 对于反应 有 rE = - d[E]/dt , rF = - d[F]/dt rH = d[H]/dt , rG = d[G]/dt 。 因此各组分速率之间有如下关系： r = rE / e = rF / f = rH / h = rG / g * 瞬时速率 化学反应速率方程 (rate equation ) 在恒定的温度下，反应速率是系统中各种物质浓度的函数，反应速率 r 对各物质浓度c1, c2, c3, ……, cB, ……的这种依赖关系一般可表示为 r = f ( c1, c2, c3, ……, cB, ……) 这就是反应速率方程（速率方程的微分式）。 ① 反应速率方程需要靠动力学实验所提供的信息来确定，因此反应速率方程又被称之为经验速率方程。 ② 对指定反应系统速率方程的形式并不是唯一的，可以有不同的表示。最常见、最方便动力学处理的速率方程形式为 或 化学反应速率方程 对同一反应系统经验速率方程的形式随实验方法、测定范围、准确程度及数据处理方式的不同而有所区别。 例如气相反应： H2 + Br2 = 2HBr , 速率方程为 r = k 如果考察的仅仅只是反应初期的动力学行为则得到 速率方程为 r = k 如果控制反应物的浓度 [H2][Br2],那么动力学实验中观察到似乎只有H2 的浓度影响反应速率， 即速率方程为 r = kobs 反应级数(order of reaction) 定义：化学反应的反应级数 n 等于经验速率方程 中浓度因子的指数和 ，其中 nB 称作组分B的反应级数。 作为实验结果的反应级数可以是正整数、负整数、零甚至分数。 例如： 准级数反应（pseudo or