第八章---化学动力学.ppt

学习要求：第十一章化学动力学引言§8.1化学反应的反应速率及速率方程1.反应速率的定义2.基元反应和非基元反应3.基元反应的速率方程——质量作用定律，反应分子数4.化学反应速率方程的一般形式，反应级数5.用气体组分的分压表示的速率方程§8.2速率方程的积分形式

1.零级反应(zerothorderreaction)2.一级反应(firstorderreaction)3.二级反应4.n级反应§8.3速率方程的确定1.微分法2.尝试法3.半衰期法§8.4温度对反应速率的影响,活化能1.阿伦尼乌斯方程(Arrhenniusequation)温度对反应速率影响的类型2.活化能(activationenergy)3.活化能与反应热的关系§8.5典型复合反应

1.对行反应(oppositereaction)对行反应的特点2.平行反应(parallelreaction)3.连串反应(consecutivereaction)§8.6复合反应速率的近似处理法

1.选取控制步骤法2.平衡态近似法(equilibriumapproximation)3.稳态近似法(steadystateapproximation)4.非基元反应的表观活化能与基元反应活化能之间的关系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，这种反应称为连续反应或连串反应。连续反应的数学处理极为复杂，在此只考虑最简单的由两个单向一级反应组成的连续反应。t=0 cA,00 0t=tcAcB cCA的消耗速率积分式ABCk1k2CBCC公式的推导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：连串反应的c～t关系图AAABBBCCC在中间产物浓度B出现极大值时，它的一阶导数为零。由由于连续反应的数学处理比较复杂，一般作近似处理。当其中某一步反应的速率很慢，就将它的速率近似作为整个反应的速率，这个慢步骤称为连续反应的速率控制步骤(ratedeterminingstep)。(1)k1k2，第二步为速控步(2)k2k1，第一步为速控步ABCk1k2令若最后一步为慢步骤，那么快速平衡时正逆向反应速率应近似视为相等：所以（3）当a=b，但cB,0≠cA,0，则任一时刻cB≠cA。设t时刻反应掉的浓度为cX则cA=cA,0-cX,cB=cB,0-cX,则dcA=-dcX1.速率常数k的单位为[浓度]-1[时间]-12.半衰期与起始物浓度成反比3.与t成线性关系。二级反应（a=b）的特点二级反应的直线关系仅由一种反应物A生成产物的反应，反应速率与A浓度的n次方成正比，称为n级反应。从n级反应可以导出微分式、积分式和半衰期表示式等一般形式。这里n不等于1。aA→产物 或aA＋bB＋‥→产物 微分式积分式（n≠1）半衰期1.速率常数k的单位为[浓度]1-n[时间]-12.与t呈线性关系当n=0，2，3时，可以获得对应的反应级数的积分式。但n≠1，因一级反应有其自身的特点，当n=1时，有的积分式在数学上不成立。3.半衰期的表示式为：n级反应的特点：对于化学反应aA＋bB→产物 速率方程为无论cB/b=cA/a，或者cA(或cB)近似为常数，这类方程都可以化成动力学参数只有n和k，故所谓速率方程的确定，就是确定这两个参数。而方程的形式取决于n，所以关键是确定反应级数。为了确定反应级数，需要有一定温度下不同时刻的反应物浓度的数据。测定不同时刻反应物浓度的方法分为化学法和物理法。①物理方法:利用产物和反应物的某一物理性质（如分压力、摩尔电导率、摩尔旋光本领、摩尔体积等）的差别来测定的。这种方法不需中止反应。②化学方法:用骤冷、抽去催化剂或冲稀等方法使反应停止，然后进行化学分析的方法。从直线斜率求出n值。具体作法：根据实验数据作cA～t曲线。在不同时刻t求-dcA/dt以ln(-dcA/dt)对lncA作图微分法要作三次图，引入的误