2、化学动力学和化学平衡 学习目的: *确定化学反应的速度以及各种因素 对反应速度的影响 研究化学反应的机理一—从反应物 到生成物的所经历路径
2、 化学动力学和化学平衡 学习目的： 确定化学反应的速度以及各种因素 对反应速度的影响 研究化学反应的机理----从反应物 到生成物的所经历路径。 1
2化学动力学和化学平衡 §2.1基本概念 §22化学反应速度 §23链式化学反应 §24催化剂对化学反应速度的影响 §25化学平衡 §2.6燃烧热 202l/12/10
2 化学动力学和化学平衡 2021/12/10 §2.1 基 本 概 念 §2.2 化学反应速度 §2.3 链式化学反应 § 2.4 催化剂对化学反应速度的影响 §2.5 化 学 平 衡 §2.6 燃 烧 热
2.1基本概念 2.1.1单相反应和多相反应(同相和异相) 单相反应:系统内各个组成物质都是同一状态,在 此系统内进行的反应称为单相反应。 多相反应:系统内各个组成物质包含多种状态,非 同一状态,在此系统内进行的反应称为多相反应
2.1 基本概念 3 2.1.1 单相反应和多相反应 （同相和异相） 单相反应：系统内各个组成物质都是同一状态，在 此系统内进行的反应称为单相反应。 多相反应：系统内各个组成物质包含多种状态，非 同一状态，在此系统内进行的反应称为多相反应
2.1.2简单反应和复杂反应 简单反应:由反应物经一步反应直接生成产物的反应。 (也叫基元反应) 复杂反应:反应不是经过简单的一步就完成,而是通过 生成中间产物的许多反应步骤来完成的反应,其中每 步反应也称为基元反应。或者说是由一系列基元反应组 成、机理复杂的反应。 A-K>B 可逆反应4>B 平行反应 A C 连续反应>B,>B
2.1.2 简单反应和复杂反应 4 简单反应：由反应物经一步反应直接生成产物的反应。 （也叫基元反应） 复杂反应：反应不是经过简单的一步就完成，而是通过 生成中间产物的许多反应步骤来完成的反应，其中每一 步反应也称为基元反应。或者说是由一系列基元反应组 成、机理复杂的反应。 可逆反应 1 k k A B ⎯⎯ ⎯⎯→ 平行反应 1 2 k k A B A C ⎯⎯→ ⎯⎯→ 连续反应 1 2 1 2 k k A B B ⎯⎯→ ⎯⎯→
2.1.3浓度及其表示方法 浓度:单位体积内所含某种物质的量。 N 分子浓度n= N为分子数1/m 2.摩尔浓度C=MM为摩尔数(mo/m) 摩尔数和分子数之间的关系:M=N/N0N为阿弗加德罗常数 对于理想气体:P=MR→C=BxP R:通用气体常数8.314J/mol·K
2.1.3 浓度及其表示方法 5 浓度：单位体积内所含某种物质的量。 1．分子浓度 i i i N n N V = 为分子数 3 1/ m 2．摩尔浓度 3 / ( / ) C M V M mol m i i i = 为摩尔数 摩尔数和分子数之间的关系： 0 0 / M N N N i i = 为阿弗加德罗常数 对于理想气体： i i i i i p pV M RT C p RT = → = R J mol K : 8.314 / 通用气体常数
3.质量浓度(密度) P,=G/V kg/ G=M:·mm为分子量 4.相对浓度摩尔相对浓度:x P 质量相对浓度: f 研究燃烧过程有时采用相对浓度较其它浓度方法更方便, 因为它可以直接指出过程进行的程度,对于气体燃料而言, 相对浓度又与压力、温度无关(只和比例有关)
6 3．质量浓度（密度） 3 / / i i i i G V kg m G N m m = = 为分子量 4．相对浓度 摩尔相对浓度： i i i i i N n C p x N n C p = = = = 质量相对浓度： i i i G f G = = 研究燃烧过程有时采用相对浓度较其它浓度方法更方便， 因为它可以直接指出过程进行的程度，对于气体燃料而言， 相对浓度又与压力、温度无关（只和比例有关）
2.2化学反应速度 定义:通常用单位时间单位体积内消耗的燃料量或者 氧量来表示。单位时间内由于化学反应而使反应物 (燃料产物)浓度改变的速度。(对于多相反应而言 指单位时间内单位表面积上参加反应物质的数量) 单位: 1/(sm), mol/(sm), kg/(s m) /s m), mol/(s.m), kg/(s.m) 对于锅炉特定设备而言,常用容 B·Q 41 积热负荷来表示化学反应速度:
2.2 化学反应速度 7 定义：通常用单位时间单位体积内消耗的燃料量或者 氧量来表示。单位时间内由于化学反应而使反应物 （燃料产物）浓度改变的速度。（对于多相反应而言 指单位时间内单位表面积上参加反应物质的数量） 单位： 3 3 3 2 2 2 1/(s m ), mol/(s m ), kg/(s m ) 1/(s m ), mol/(s m ), kg/(s m ) 对于锅炉特定设备而言，常用容 积热负荷来表示化学反应速度： dw v B Q q V =
化学反应速度既可以用反应物浓度的减少 来表示,也可以用生成物浓度的增加来表 W=+ dt 示。但均取正值 例:a·A+bB—>g·G+h,H a,b,g,h为各物质的分子数 般实际中以较容易测 d[a d B dg 得的物质的浓度变化来 d dt dt 表示反应速度。 定比定律,\gh
8 化学反应速度既可以用反应物浓度的减少 来表示，也可以用生成物浓度的增加来表 示。但均取正值。 dC w d = , , , a A b B g G h H a b g h + ⎯⎯→ + 为各物质的分子数 例： [ ] [ ] [ ] .... A B G d A d B d G www d d d = − = − = 定比定律 1 1 1 1 w w w w A B G H a b g h = = = 一般实际中以较容易测 得的物质的浓度变化来 表示反应速度
2.2.1质量作用定律:反应物浓度与反应速度 的关系 、表述:当温度不变时,某化学反应的反应速度与该瞬 间各反应物浓度的乘积成正比例,如果该反应按照某化学 反应方程式一步完成(简单,基元反应),则每种反应物 浓度的方次即等于化学反应方程式中的反应比例常数。 a·A+b·B—>gG+h:H 注意此时应是简单反应 W=k[AB k:化学反应速度常数,也称反映了进行燃烧化学反应难易 比速度。(反应物浓度均为单 的性质(活性,反应能力), 该值仅与反应物的种类和温度 位时的反应速度) 有关,与压力和浓度无关
2.2.1 质量作用定律：反应物浓度与反应速度 的关系 9 一、表述：当温度不变时，某化学反应的反应速度与该瞬 间各反应物浓度的乘积成正比例，如果该反应按照某化学 反应方程式一步完成（简单，基元反应），则每种反应物 浓度的方次即等于化学反应方程式中的反应比例常数。 a A b B g G h H + ⎯⎯→ + [ ] [ ] a b w k A B m = 注意此时应是简单反应 k：化学反应速度常数，也称 比速度。（反应物浓度均为单 位1时的反应速度） 反映了进行燃烧化学反应难易 的性质（活性，反应能力）， 该值仅与反应物的种类和温度 有关，与压力和浓度无关
用分子碰撞理论论证 2A+B 简单反应一步完成 2个A分子与1个B分子同时碰撞的机会与他们浓度的 乘积成正比,如果化学反应是由分子碰撞引起的,则反 应速度应与A,B分子同时碰撞的机会成正比。 w=kC, C
10 二、用分子碰撞理论论证 2A B C + ⎯⎯→ 简单反应 一步完成 2个A分子与1个B分子同时碰撞的机会与他们浓度的 乘积成正比，如果化学反应是由分子碰撞引起的，则反 应速度应与A，B分子同时碰撞的机会成正比。 2 w kC C C kC C m A A B A B = =