第3节化学动力学基础.ppt

第3章 化学动力学基础 3．1、2 定容反应的反应速率 §3．2、浓度对反应速率的影响——速率方程 3.2.3.浓度与时间的定量关系  §3．4 反应速率理论简介 3．4．2、过渡状态理论 * * 1 2007/10/5 基本内容 § 3.1 化学反应速率的概念 § 3.2 浓度对反应速率的影响——速率方程 § 3.3 温度对反应速率的影响-Arrhenius方程式 § 3.4 反应速率理论简介 § 3.5 催化剂与催化作用 重点要求理解 化学反应速度的基本概念；浓度、温度及催化剂对反应速度的影响；利用阿累尼乌斯公式的有关计算。 4 §3．1 化学反应速率的概念 1.反应速率的定义：指在一定条件下，由反应物转变为生成物的快慢程度。 2.反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 浓度:mol·L-1 ; 时间:s or min or h 速率: mol·L-1·s-1 3.1.1 平均速率与瞬时速率 1、平均速率 2、瞬时速率是某一瞬时的速度 即△t→0平均速度的极限 = 通常可用作图法求得瞬时速率。以c为纵坐标，以 t为横坐标，画出c-t曲线。曲线上一点切线的斜率的 负值就是对应于横坐标t时的瞬时速率。 5 求反应速度的实验方法很多，但归根结底是测定浓度如何随时间改变。最常用（1）的方法测定生成气体的体积；（2）测定压力的改变；（3）测定颜色改变；（4）测定密度改变；（5）测定电导改变；（6）测定折光率改变；（7）其测定浓度的方法。 利用反应物浓度变化所求反应速度是负值。负号的意义是时期越长，所余的反应物越少。 对于定容条件下的化学反应 温度不变，反应速率定义为 的单位为 （或 ）。 它与反应物或产物是哪一种无关。 溶液中的化学反应： aA + bB = dD + eE 定容条件下的气相反应，反应速率也可以用反应系统中组分气体的分压对时间的变化率来下定义。则: 3．2、1、化学反应速率方程 表示反应速率与反应物浓度之间定量关系的方程称为反应速率方程。 式中 分别为反应物A和B物种的浓度，单位为 速率方程中，反应物浓度的指数 分别为反应 物A和B的反应级数， 为反应的总级数。通常， 反应级数不等于化学反应方程中该物种的化学式的系 数，即 反应级数可以是零、正整数、分 数，也可以是负数。 速率常数(k) k表示在给定温度下，各反应物浓度为单位浓度时的反应速率，表明化学反应速率相对大小。 速率方程式类型不同，k的单位不同。 k的单位: 零级反应，k的单位是mol·L-1·s-1； 一级反应，k的单位是s-1； 二级反应，k的单位是mol-1·L·s-1。 k的大小，取决于反应物的本质，由温度、催化剂、溶剂决定，与浓度无关。当其他条件相同时，不随浓度而改变，单受温度的影响，通常温度升高，反应速率系数增大。 由给出反应速率常数的单位，确定反应级数。 应用质量作用定律应注意问题： （1）质量作用定律只适用于基元反应（包括非基元反应中的每一步基元反应） （2）稀溶液中溶剂（如：水）参加的反应，溶剂浓度视为常数，不写 C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 （3）反应物中有固体或纯液体，反应速率与其量无关，即固体或纯液体按常数处理。 C（s)+O2(g)→CO2(g) ν=k[O2] 2Na(s)+2H2O(l)→2NaOH(aq)+H2(g) ν=k 用实验数据建立速率方程 作图法: 初始速率法: 在一定条件下,反应开始的瞬时速率为初始速率. 由反应物初始浓度的变化确定反应速率和速率方程式的方法,称为初始速率法. 一级反应的通式： 半衰期： 当反应物A的转化率为0.50时，反应所需要的时间称为半衰期。 反应物的转化率：