化学动力学初步PPT课件2.pptx

化学动力学初步§1化学反应速率的概念§2浓度对反应速率的影响 ——速率方程式§3温度对反应速率的影响 ——Arrhenius方程式§4反应速率理论和反应机理简介 §5催化剂和催化作用基本要求理解化学反应速率概念，掌握化学反应速率的表示方法和活化能概念；掌握影响反应速率的因素，基元反应的基本反应特征；掌握零级、一级、二级反应的基本特征，能运用反应速率方程解决简单问题；了解过渡态动力学模型、以及温度和催化剂对速率的影响NO(g) + 1/2 O2(g) = NO2(g)；ΔrGm°(298.15K)= - 35.25kJ·mol-1对化学变化H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l)；ΔrGm°(298.15K)= -237.13kJ·mol-1变化的可能性 ——化学热力学 解决变化的方向、限度及变化过程的能量转化变化的现实性 ——化学动力学 解决变化的速率及分析变化的具体过程化学反应的 可能性与现实性H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l)ΔrGm°(298.15K)= -237.13kJ·mol-1NO(g) + 1/2 O2(g) = NO2(g)ΔrGm°(298.15K)= - 35.25kJ·mol-1热力学上不能发生的过程，在现实中一定不能发生，研究其动力学没有意义热力学研究无限缓慢的可逆过程，故不考虑时间因素。热力学上可以发生的过程只是现实中可能的过程，不是必然发生的热力学：研究反应过程的可能性动力学：研究反应过程的现实性化学动力学(chemical kinetics) 研究化学反应速率（rate of reaction）和反应机理(mechanism of reaction)的化学分支学科化学动力学的主要内容确定化学反应速率，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研究化学反应机理，揭示化学反应速率本质探求物质结构与反应能力之间的关系和规律§1化学反应速率的概念1.1定容反应的反应速率1.2平均速率与瞬时速率 aA (g) + bB(g) ? yY(g) + zZ(g) 平均速率△C（反应物）V= △ tdC（反应物）V=瞬时速率dt反应速率与时间的关系反应速率（reaction rate）1.1 定容反应的反应速率如果体积不变对于一般化学反应 aA + bB yY + zZ气相反应1.2 平均速率与瞬时速率1. 平均速率某一有限时间间隔内，浓度的变化量2N2O5(CCl4)2N2O4 (CCl4) + O2(g)t1= 0 sc1(N2O5) = 0.200 mol·L-1 t2=300 sc2(N2O5) = 0.180 mol·L-12. 瞬时速率 时间间隔Δt 趋于无限小时的平均速率极限C(N2O5)/mol·L-1 Rate/mol(L ·s-1) 0.90 5.4×10-4 0.45 2.7×10-4 为导数，它的几何意义是 c-t 曲线上某点的斜率 瞬时速率只能用作图的方法得到，例如对于反应（45 ℃ ）： 2N2O5 →4NO2+O2§2 浓度对反应速率的影响 ——速率方程式2.1化学反应速率方程式2.2 实验确定反应速率方程 简单方法 ——初始速率法2.3浓度与时间的定量关系2.1化学反应速率方程式40℃，CCl4中N2O5分解反应的υ：c( N2O5 )值研究发现： N2O5的分解速率与N2O5浓度的比值是恒定的，即反应速率υ与c(N2O5)成正比可见：k： 系数对于一般化学反应α, β：反应级数通常 α≠a, β≠b 若α =1，A为一级反应；β=2，B为二级反应，则α+β=3，总反应级数为3；α，β 必须通过实验确定其值。 k ：反应速率系数 零级反应mol·L-1 ·s-1； 一级反应s-1； 二级反应(mol·L -1)-1 ·s-1；三级反应，？k 不随浓度而变；受温度的影响，通常温度升高， k 增大。如C12H22O11 + H2O ＝ C6H12O6 +C6H12O6 葡萄糖 果糖υ= k·c[C12H22O11](2) 固体或纯液体不列入速率方程中如 C(s) + O2 ＝ CO2(g) υ=k·c[O2] 书写反应速率方程式应注意(1) 稀溶液反应, 速率方程不列出溶剂浓度(3) 反应级数2.2 实验确定反应速率方程 ——初始速率法例如：反应设计的有关实验数据如下反应的速率方程式：对 NO 而言是二级反应对 H2 而言是一级反应如何求出反应速率系数？对反应 NH4+(aq) + NO2-(aq) → N2(g) + 2H2O(l)，其组成初始浓度与速率