[理学]11动力学082.ppt

第十一章 化学动力学 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 1.反应速率的定义 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 4.基元反应的速率方程——质量作用定律 4.基元反应的速率方程——质量作用定律 4.基元反应的速率方程——质量作用定律 4.基元反应的速率方程——质量作用定律 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 5．用气体组分的分压表示的速率方程 5．用气体组分的分压表示的速率方程 §11.2 速率方程的积分形式 1.零级反应(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 2.一级反应（first order reaction） 一级反应的微分速率方程 3.二级反应(second order reaction) 该类二级反应的特点 4. n 级反应(nth order reaction) §11.3 速率方程的确定 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 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 §11.4 温度对反应速率的影响，活化能 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 2.基元反应的活化能 §11.5 典型复合反应 1.对行反应(Opposing Reaction) 对行反应的微分式 1、对行反应 1、对行反应 对行反应的特点 2.平行反应(Parallel or Side Reaction) 1-1级平行反应的微、积分速率方程 1-1级平行反应的微、积分速率方程 1-1级平行反应的微、积分速率方程 1-1级平行反应的微、积分速率方程 平行反应 平行反应中温度选择原理 连串反应(Consecutive Reaction) 连续反应的c～t关系图 中间产物极大值的计算 § 11.6 复合反应速率的近似处理法 1．选取控制步骤法 2.稳态近似法 ( Steady State Approximation ) 2.稳态近似法(Steady State Approximation) 用合适的催化剂可以改变某一反应的速率， 从而提高主反应产物的产量。 用改变温度的办法，可以改变产物的相对含 量。活化能高的反应，速率系数随温度的变 化率也大。 (1)如果 Ea,1 Ea,2 ，升高温度 A B C 反应2， 反应1， (2)如果 Ea,1 Ea,2 ，升高温度 对反应2有利； 对反应1有利； 有很多化学反应是经过连续几步才完成的，前一步生成物中的一部分或全部作为下一步反应的部分或全部反应物，依次连续进行，这种反应称为连串反应或连续反应。 连续反应的数学处理极为复杂，我们只考虑最简单的由两个单向一级反应组成的连续反应，且k1与k2 相差不大 。 t=0 cA,0 0 0 t=t cA cB cC A B C cA+cB+cC=cA,0 t=0 cA,0 0 0 t=t cA cB cC 解线性微分方程 A B C CC=CA,0 – CA - CB 因为中间产物既是前一步反应的生成物，又是后一步反应的反应物，它的浓度有一个先增后减的过程，中间会出现一个极大值。 这极大值的位置和高度决定于两个速率常数的相对大小，如下图所示： 中间产物浓度出现极大值时，一阶导数为零 积分法又称尝试法。当实验测得了一系列cA ～t 的动力学数据后，作以下两种尝试： 1.将各组 cA, t 值代入具有简单级数反应的速率定积分式中，计算 k 值。如 若得 k 值基本为常数，则反应为所代入方程的级数。若求得 k 不为常数，则需再进行假设。 2.分别用下列方式作图： 积分法适用于具有简单级数的反应。 如果所得图为一直线，则反应为相应的级数。 n 级反应(n≠1)的半衰期通式： 同一反应 常数B