07化学动力学基础1.ppt

8.1 化学动力学的任务和目的 反应速率（rate of reaction） 绘制动力学曲线 8.3 化学反应的速率方程 基元反应和非基元反应 反应机理（reaction mechanism） 反应的级数、反应分子数和反应的速率常数 8.4 具有简单级数的反应 一级反应 二级反应 零级反应的微分和积分式 零级反应的特点 8.5 温度对反应速率的影响 速率常数与温度的关系——Arrhenius经验式 Arrhenius 经验式 反应速率与温度关系的几种类型 某金属钚的同位素进行β放射，14 d 后，同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的： 解： 例 1 (1) 蜕变常数，(2) 半衰期，(3) 分解掉90%所需时间 反应速率方程中，浓度项的指数和等于2 的反应称为二级反应。 例如，有基元反应： 常见的二级反应有乙烯、丙烯的二聚作用，乙酸乙酯的皂化，碘化氢和甲醛的热分解反应等。 对微分式进行不定积分 呈线性关系 对微分式进行定积分： 二级反应（a=b）的特点 3. 与 t 成线性关系。 1. 速率常数 k 的单位为[浓度] -1 [时间] -1 2. 半衰期与起始物浓度成反比 引伸的特点： 对 的二级反应， =1：3：7 不定积分式： 定积分式： 没有统一的半衰期表示式 进行定积分，得： 零级反应 反应速率方程中，反应物浓度项不出现，即反应速率与反应物浓度无关，这种反应称为零级反应。 常见的零级反应有表面催化反应和酶催化反应，这时反应物总是过量的，反应速率决定于固体催化剂的有效表面活性位或酶的浓度。 1.速率常数 k 的单位为[浓度][时间]-1 3.x 与 t 呈线性关系 2.半衰期与反应物起始浓度成正比： 具有简单级数反应的速度公式 浓度1-n· 时间-1 n 浓度-2· 时间-1 3 浓度-1· 时间-1 2 时间-1 1 浓度· 时间-1 0 量纲 t1/2 积分式 速率公式 级数 速率常数与温度的关系——Arrhenius经验式 反应速率与温度关系的几种类型 反应速率与活化能之间的关系 van’t Hoff 根据大量的实验数据总结出一条经验规律：温度每升高10 K，反应速率近似增加2~4倍。 van’t Hoff 近似规则 这个经验规律可以用来估计温度对反应速率的影响。 Arrhenius 研究了许多气相反应的速率，特别是对蔗糖在水溶液中的转化反应做了大量的研究工作。他提出了活化能的概念，并揭示了反应的速率常数与温度的依赖关系，即： Arrhenius 认为，只有那些能量足够高的分子之间的直接碰撞才能发生反应。 那些能量高到能发生反应的分子称为“活化分子” * 第8章 化学动力学基础 8.1 化学动力学的任务和目的 第8章 化学动力学基础 8.2 化学反应速率的表示法 8.3 化学反应的速率方程 8.4 具有简单级数的反应 8.5 温度对反应速率的影响 研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及外界条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应的可能性，但无法预料反应能否发生？反应的速率如何？反应的机理如何？例如： 热力学只能判断这两个反应都能发生，但如何使它发生，热力学无法回答。 化学热力学的研究对象和局限性 化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应速率的影响，把热力学的反应可能性变为现实性 化学动力学的研究对象 例如： 动力学认为： 需一定的T，p和催化剂 点火，加温或催化剂 8.2 化学反应速率的表示法 速率 rate 是标量 ，无方向性，都是正值。 例如: 瞬时速率 浓度c 时间 反应物[R] 反应物和产物的浓度随时间的变化 产物[P] 在浓度随时间变化的图上，在时间t 时，作交点的切线，就得到 t 时刻的瞬时速率。 显然，反应刚开始，速率大，然后不断减小，体现了反应速率变化的实际情况。 通常的反应速率都是指定容反应速率，它的定义为： 当反应为： 对任何反应： 的单位是 对于理想气体 对于气相反应，由于压力容易测定，所以速率也可以表示为： 动力学曲线就是反应中各物质浓度随时间的变化曲线。有了动力学曲线才能在 t 时刻作切线，求出瞬时速率。测定不同时刻各物质浓度的方法有： (1) 化学方法 不同时刻取出一定量反应物，设法用骤冷、冲稀、加阻化剂、除去催化剂等方法使反应立即停止，然后进行化学分析。 (2) 物理方法