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第四章 化学动力学简介 化学动力学问题？ （a）反应进行的速度如何？如何提高化学反应的速度和目标产物的选择性（催化剂） ？ （b）化学反应的机理是怎样的？ 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) 298.15 K时，?G? = ?474.36 kJ/mol 0 1. 反应速率和速率定律 1.1. 反应速率的表示方法 v = = (单位：mol·s-1或mol·min-1) 对于不同的反应体系，可以用vC或vP表示 vC = (单位：mol·L-1·s-1 或mol·L-1·h-1) vP = (单位：atm·s-1 或kPa·s-1 或mmHg·s-1) 2N2O5(g) ? 4NO2 (g) + O2(g) vc = -?[N2O5] / ?t vc’ = ?[NO2] / ?t vc’’ = ?[O2] / ?t vP = -?PN2O5 / ?t vP’ = ?PNO2 / ?t vP’’ = ?PO2 / ?t 大多数反应不是匀速反应，以上反应速率是平均速率。 对于溶液中的反应（V不变）：vC 对于气体反应（V和T恒定）：vC, vP 例如： H2O2 ? H2O + ?O2 H2O2 浓度随时间变化： C0 = 0.80 mol·L-1 20分钟后： C1 = 0.40 mol·L-1 v1 = -(0.4 – 0.8)/20 = 0.02 mol·L-1·min-1 再过20分钟后： C2= 0.20 mol·L-1 v2 = -(0.2 – 0.4)/20 = 0.01 mol·L-1·min-1 再过20分钟后： C3= 0.10 mol·L-1 v3 = -(0.1 – 0.2)/20 = 0.005 mol·L-1·min-1 2N2O5(g) ? 4NO2 (g) + O2(g) v = -d[N2O5]/dt v = d[NO2]/dt v = d[O2]/dt = t3 平均速率 动力学研究的是瞬时速率： 2N2O5(g) ? 4NO2 (g) + O2(g) v = -d[N2O5] /(2dt) = d[NO2]/(4dt) = d[O2]/dt ? 对于一个普遍的化学反应 : aA + bB ? gG + hH v = -d[A]/(adt) = -d[B]/(bdt) = d[G]/(gdt) = d[H]/(hdt) 例1：A + 2B ? 3C + 4D 已知：d[C]/dt = 5 mol·L-1·s-1 求：d[A]/dt = ? d[B]/dt = ? d[D]/dt = ? 该反应的v = ? 解: v = ?d[A]/dt = ?d[B]/(2dt) = d[C]/(3dt) = d[D]/(4dt) = 5/3 mol·L-1·s-1 d[A]/dt = ? 5/3 mol·L-1·s-1 d[B]/dt = ? 10/3 mol·L-1·s-1 d[D]/dt = 20/3 mol·L-1·s-1 1.2. 速率定律 微分速率定律是描述浓度对反应速率的影响规律，是 根据实验结果建立起来的，因此属于经验定律。 aA + bB gG + hH 反应的净速率 v = v正 – v逆 反应开始阶段，产物较少，故v逆可忽略。我们研究的是初始速率，此时只有正向速率，即不考虑逆反应的速率。 aA + bB ? P (产物) v = ?d[A]/(adt) =