文档介绍：化学动力学基础
陆文聪
上海大学理学院化学系
化学动力学基本问题
?
?如何表示?
?如何影响?
4. 什么是反应级数?它与速率方程有何联系?
5 速率常数的物理意义是什么?
6 化学反应速率方程如何建立?
7. 反应速率与温度关系如何?
8 如何确定一个化学反应的机理?
9 催化剂如何改变化学反应速率?
通过化学热力学的理论分析可知化学反应2NO→N2+O2可以自发进行,但实际上并没有看到这一反应进行。为什么呢?
这是因为该化学反应的速率太慢。化学动力学专门研究化学反应速率(包括影响因素)和反应机理。
化学反应速率的定义:单位时间内反应物或产物的物质的量的改变量的绝对值。表示为:化学反应速率 r =︱ΔnB /Δt︱
nB:物质B在反应中物质的量的变化量。
对于反应物,取负值,表示减少;
对于生成物,取正值,表示增加。
对在体积一定的密闭容器中进行的化学反应,可用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示:
2 化学反应速率及其表示
①平均速率 r =︱ΔcB / Δt︱
②瞬时速率 r =︱dcB / dt︱
对于化学反应 aA + bB === dD + eE若用不同物质浓度的变化来表示反应速率,应有如下关系:
r =1/νB︱ΔcB / Δt︱或
-1/a(ΔcA/Δt)=-1/b(ΔcB/Δt)=1/d(Δcd/Δt)=1/e(Δce /Δt)
r = 1/νB︱dcB / dt︱
2 化学反应速率及其表示
3 化学反应速率的影响因素
速率方程:指用实验方法测定反应速率受反应物浓度影响的定量方程。速率方程由实验来确定,受反应物浓度和反应温度的影响,例如
H2 +I2=== 2HI r= kc(H2)c(I2)
H2 +Br2=== 2HBr
H2 +Cl2=== 2HCl r= kc(H2)c1/2(Cl2)
r=
k1c(H2)c1/2(Br2)
1+k1c(HBr)/c(Br2)
反应级数是指速率方程中各物质浓度的指数或指数和。
例如:今有反应 aA + bB = dD + eE
其速率方程可表示为 rB = kc(A)mc(B)n
对于物质A是m级反应,对物质B是n级反应。m+n 表示该反应的总反应级数。反应级数可以是零、分数或整数,通常不超过3。
4 反应级数
反应级数的意义:
①表示反应速率与物质的量浓度的关系;
②零级反应表示了反应速率与反应物浓度无关 r = k
③一级反应表示反应速率只与反应物的浓度成正比
r = kcA
4 反应级数
反应速率常数k表示单位浓度时的反应速率
速率常数k与浓度无关,只是温度的函数,通常随温度的升高而增大;在其它条件相同的情况下,速率常数越大,反应速度越快。
速率常数的单位与反应级数有关
5 反应速率常数k
用实验数据建立速率方程:初速法建立速率方程
例1 在800 oC下测定如下反应的反应物初浓度及反应的初速率于下表 NO + H2 === 2H2O + N2 求该反应的速率方程、总反应级数及速率常数。
6 速率方程的建立