化学动力学(生工级).pptVIP

* * * 第四章 化学动力学 动力学性质 热力学性质 反应 298.15K，pθ 下 ΔGθ = –237.2 kJ·mol-1 0 可自发进行 Kθ =3.79×1041 几乎可以反应完全 298.15K，pθ 下 ΔGθ = –35.02 kJ·mol-1 0 可自发进行 Kθ=1.38×106 反应比较完全 298.15K，pθ 下 数月未见有水生成 反应速率极慢 但加少许催化剂(Pt, Ni)后很快完成 298.15K，pθ 下 数十分钟即达平衡 反应速率很快 方向和限度 能不能进行 具体过程 怎么样进行 始态 终态 主要任务： （1）研究浓度、温度、催化剂等因素 对反应速率的影响。 （2）阐明化学反应所经历的具体步骤(反应机理) 目的：为了控制化学反应按所需时间、速率进行， 以满足生产与科研的要求。 第一节 基本术语 1. 化学反应速率 ( rate ) 单位时间内反应物或产物浓度的变化 对化学反应 N2 + 3H2 == 2NH3 定义为 1 : 3 : 2 – – 2. 质量作用定律 基元反应 aA + dD == gG + hH 反应体系内物质浓度与反应速率的关系式 4. 速率常数 k 它的大小直接反映化学反应进行的快慢 k是一个重要的动力学参数 5. 反应级数 n 速率方程中浓度的指数之和 ( 0, 1, 2,分数等 ) 3. 速率方程 它的大小表示反应物浓度对反应速率影响的程度 浓度 基元反应: 由反应物一步变化直接得到生成物的反应 复合反应: 由若干基元反应组成的反应 反应分子数: 参加基元反应的反应物微粒数（分子、原子、 离子或自由基） 第二节 简单级数反应的动力学特征 一级、二级反应 常见；零级反应不常见 微分方程 定积分： 动力学方程 ① 线性关系 lncA~ t ② kA的计算及单位 ③ 碳的放射性同位素14C在自然界树木中的含量基本保持为总碳量的1.10×10-13%。某考古队在一山洞中发现一些木头燃烧的灰烬，经测定其14C的含量为8.79×10-14% 。 14C的衰变属一级反应，半衰期为5700年。计算此古迹距今约有多少年？ 简单级数反应的动力学特征小结表 零级 二级 一级 半衰期 k的计算式及单位 线性关系 动力学方程 (定积分式) 动力学方程 (不定积分式) 级数 lnc~ t 反应级数的确定 1. 尝试法 2. 初速率法 3. 孤立法 计算法：将实验测得 c ~ t 数据代入各级反应的动 力学方程，看哪个算得的k值接近于常数 (2)作图法：根据各级反应所满足的线性关系作图， 看哪个图形接近于直线 ？ ？ 某抗菌素A注入人体后，在血液中呈现简单级数的反应。如果将其注射0.5 g，然后在不同时间 t 测其在血液中浓度cA，得下列数据： (1)确定反应级数, (2)计算速率常数k 及半衰期 (3)临床实验表明，为保证药效，该抗菌素在血液中的浓度cA不能低于0.37mg/100ml, 问几小时后注射第二针？ 0.151 0.222 0.327 0.481 cA /(mg/100ml) 16 12 8 4 t /h 0.151 0.222 0.327 0.481 cA /(mg/100ml) –1.890 –1.505 –1.118 –0.732 lncA 6.623 4.505 3.058 2.079 1/cA 16 12 8 4 t /h 0.0963 0.0968 0.0965 k1 0.530 0.362 0.245 k2 0.151 0.222 0.327 0.481 cA /(mg/100ml) 0.0177 0.0262 0.0385 k0 16 12 8 4 t /h 一级反应, k = 0.0965 h-1 t2= 6.72 h 简单级数反应的动力学特征小结表 零级 二级 一级 半衰期 k的计算式及单位 线性关系 动力学方程 (定积分式) 动力学方程 (不定积分式) 级数 lnc~ t 催化剂 r c rm 饱和吸附 零级反应 第三节 温度对反应速率的影响 T r T r T r 常见 酶催化反应 爆炸反应 近似规