成都理工大学：《现代化学基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十一章 化学动力学

第十 化学动力学

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化学热力学 化学反应的方向和限度 化学动力学 化学反应的速率和机理 H2(g)+O2(g)→>H2O() △G0=-273.19kJmo HCl(aq)+ NaoH(ag)- NaoH(ag)+H2O(0 7991kJ. mol

2 化学热力学 化学动力学 化学反应的方向和限度 化学反应的速率和机理       O 1 r m 2 2 2 273.19kJ mol O H O 2 1 H 2 1        G g g l         O 1 r m 2 79.91kJ mol HCl NaOH NaOH H O         G aq aq aq l

§11.1化学反应速率及其机理 1.化学反应速率的定义及其表示方法 化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少量,或生成物 浓度的增加量 Co(g)+no, (g)->co, (g)+ no(g) D(CO)= Mc(co), -c(Co),M △c(CO cIcO cCO △c(CO u(CO

3 §11.1 化学反应速率及其机理 化学反应速率是指单位时间内,反应物浓度的减少量,或生成物 浓度的增加量. 1. 化学反应速率的定义及其表示方法 COg NO g CO g NOg  2  2          t c t t c c t t       CO CO CO CO 2 1 2 1          t c t t c c t t       2 2 1 2 2 2 CO CO CO CO 2 1  － －

aA+bB→>gG+hG 1△c(A)1△c(B)1△c(G)1△c(H a△t b△t g h△t aA+bB→>gG+hH t=0 t=t n B B G B H ds 1 dr 1 dnB G I dn H dt B G

4 a A bB  g G hG         t c t h c t g c t b c a                1 A 1 B 1 G 1 H H o H H G o G G B o B B A o A A      n n n n n n n  n        A B G H 0 H 0 G 0 B 0 0 A A B G H t t n n n n t n n n n a b g h      dt dn dt dn dt dn dt dn dt d H H G G B B A A 1 1 1 1         

dn dt v. dt v dt dt 反应速率 I ds I dca I dcB I C dt 单位:浓度时间1molm3s1 对于气体,可用分压代替浓度 I dp 单位:压力时间1

5 dt dn dt dn dt dn dt dn dt d H H G G B B A A 1 1 1 1          dt dc dt dc dt dc dt dc dt d V r H H G G B B A A 1 1 1 1 1           反应速率 单位: 浓度 时间-1 mol m-3 s -1 对于气体,可用分压代替浓度 dt dp r i  i 1  单位: 压力 时间-1

2.反应速率的测定 测定c~t c(CO) 0.100 绘制c~t图 mol dm-1 0.080 得到斜率 0.060 0.040 dc(co).020- dt 0.000 20 30 40 50 t/ 瞬时速率示意图

6 2. 反应速率的测定 测定c ～ t 绘制c ～ t 图 得到斜率 dt dc r i  i 1  c(CO) mol.dm-1 0.020 0.000 0.040 0.060 0.080 0.100 0 10 20 30 40 50 t / s 瞬时速率示意图   t c v d d CO 

浓度测定 口化学法:t时取样,化学分析 优点:能直接得到浓度的绝对值 缺点:操作复操,分析速度慢. 口物理法:测定与c有线性关系的物理量,如旋光度、折光 率、压力、体积、电动势、电导及各种光谱、质谱等信号 需要标准曲线 优点:连续、快速、方便 缺点:干扰因素多、易扩散误差

7 浓度测定: p 化学法: t 时取样,化学分析 优点: 能直接得到浓度的绝对值. 缺点: 操作复操, 分析速度慢. p 物理法: 测定与c有线性关系的物理量, 如旋光度、折光 率、压力、体积、电动势、电导及各种光谱、质谱等信号 优点: 连续、快速、方便. 缺点: 干扰因素多、易扩散误差. 需要标准曲线

3.反应机理和反应分子数的概念 (1)反应机理概念 化学反应的机理,就是在化学反应过程中从反应物变为产 物所经历的具体途径,称为反应机理,或称反应历程 H2g)+Cl2(g)反应历程2HC(g) Cl,+M→2Cl+M Cl-+H,→>HCl+H H·+Cl,→HCl+C 2Cl·+M→2Cl,+M 如果一个化学反应,是反应物的微粒(原子,分子,离子,自 由基.)直接作用,一步直接实现化学反应,称为元反应 也称基元反应

8 3. 反应机理和反应分子数的概念 （1） 反应机理概念 化学反应的机理，就是在化学反应过程中从反应物变为产 物所经历的具体途径，称为反应机理，或称反应历程。 H g  Cl g  2 HClg  2  2 反应历程 Cl 2  M  2Cl  M Cl  H  HCl  H 2 H  Cl  HCl  Cl 2 如果一个化学反应，是反应物的微粒（原子，分子，离子，自 由基…）直接作用，一步直接实现化学反应，称为元反应， 也称基元反应。 2Cl  M  2Cl 2  M

(2)简单反应和复合反应 口简单反应:一个元反应C4H6+C2H4>C6H0 口复合反应:两个或两个以上元反应 (3)反应分子数 基元反应中,参加反应的反应物微粒的个数,称为该基元反 应的反应分子数 口单分子反应 Ⅰ→)2I 口双分子反 Cl·+H2→HCl+H 应口应 口三分子反 2Cl·+M→>2Cl,+M 只有经过动力学的机理研究后才能确定基元反应

9 （2） 简单反应和复合反应 q 简单反应：一个元反应 q 复合反应： 两个或两个以上元反应 C4H6  C2H4  C6H10 （3） 反应分子数 基元反应中，参加反应的反应物微粒的个数，称为该基元反 应的反应分子数。 q 单分子反应 q 双分子反 应 q 三分子反 应 I  2 I 2 2Cl  M  2Cl 2  M Cl  H  HCl  H 2 只有经过动力学的机理研究后才能确定基元反应

影响反应速率的因素可分为两类: 口内因:由物质的内部结构决定,例如酸碱中 和反应快,有机反应慢。 口外因:浓度,温度,压力,催化剂,介质等。 动力学研究的重点是外因

影响反应速率的因素可分为两类： q 内因：由物质的内部结构决定，例如酸碱中 和反应快，有机反应慢。 q 外因：浓度，温度，压力，催化剂，介质等。 动力学研究的重点是外因