物理化学教学课件：第7章－2

1、化学动力学基本原理,7-2 化学反应的速率,一、表示化学反应速率的要素及其关系,间歇釜式反应器 连续管式反应器 连续釜式和 有回路的连续管式反应器,c随 t 变， c不随t 变， c不随 t 变， 不随V变 随V变 不随V变,反应物（,产物（,1mol时，反应按计量方程式完成，即完成1mol化学反应,转化速率,反应速率,V 恒定,强度性质,消耗速率,）V,生成速率,）V,广延性质,与物质选择无关,与物质选择有关,V 恒定,例. 判断以下式子中哪些是正确的，哪些是不正确的，或是有条件的,解： （f）正确， （d）当 时正确，（h）恒容条件下正确，其它均不正确,7-3 反应速率方程,反应速率方程

2、（动力学方程,在其它因素固定不变的条件下，定量描述各种物质的浓度对反应速率影响的数学方程,反应速率方程与反应器的型式和大小无关,基元反应,质量作用定律：反应速率与各反应物的浓度的幂乘积成正比,单分子反应,双分子反应,三分子反应,反应分子数n、速率常数k 基元反应特性,基元反应,例1、判断下列哪些反应不是基元反应 。 A. I+H2 HI+H B. Pb(C2H5)4 Pb+4C2H5 C. 2H+2O H2O2 D. H2+I2 2HI,D,例2、基元反应不可能是（ ） A、二级反应 B、一级反应 C、零级反应 D、简单反应,C,复合反应,幂函数型速率方程,分级数 反应级数 速率系数,速率方程

3、：实验测定；由反应机理预测,分级数，可正，可负，可为整数、分数 ，反应级数 k速率系数反应的特性,非幂函数型速率方程,思考题：当反应的分级数与反应方程式中的化学计量数的绝对值相同时，即可判断该反应是基元反应。（对，错,解：错 基元反应的速率正比于反应物浓度的乘积，且浓度项的指数等于相应化学计量数的绝对值。分级数是复合反应的特性，主要根据实验得出。当反应的分级数与反应方程式中的反应计量数的绝对值相同时，不能作出该反应是基元反应的结论。这是因为复合反应的分级数有时可能正巧与化学计量数的绝对值相同,例、反应2O3 3O2其速率方程为 或者,速率系数 和 的关系是(,1,2,3,4,3,7-4 反应速

4、率方程的积分形式,设A的初始浓度为cA0(t=0), t 时刻的浓度则为cA, t 时刻已消耗掉的A的浓度x,半衰期,反应物A消耗掉一半所需的时间,间歇式反应器（V 恒定,速率方程的积分形式与反应器的型式有关,间歇式反应器中进行的简单正整数级数的反应,1.零级反应(n=0,速率方程,速率方程的积分形式,对t作图是一条直线，斜率的负值即,具有浓度时间1的量纲,半衰期与 成正比，与 成反比,零级反应的特征,的浓度与时间的关系,2.一级反应(n=1,速率方程,速率方程的积分形式,对t作图是一条直线，斜率的负值即,具有时间1的量纲。一级反应速率系数的量值与浓度单位无关,半衰期与kA 成反比，与cA0

5、无关,一级反应的特征,叔丁基溴在丙酮和水的混合溶剂（含水10）中水解生成叔丁醇的动力学实验结果,2) 若由 反应掉 ，需10min，反应掉 需20min， (3) 若由 反应掉 ，需10min，反应掉 需15min,1) 若 时，半衰期为,讨论 反应,则 =,则 =,则 =,回答：(1) 与初始浓度成正比，为零级反应 (2) 与初始浓度无关，为一级反应,成正比，为零级反应,即反应掉,B,3.二级反应(n=2,速率方程,A,二级反应(n=2,对t作图是一条直线，斜率即,具有浓度-1时间1的量纲,半衰期与kA和 cA0的乘积成反比,二级反应（A）的特征,B)速率方程为,C)速率方程为,特征,D)速

6、率方程为,速率方程,速率方程的积分形式,E)速率方程为,速率方程的积分形式,例1.已知 的速率方程为 问反应物A和B的半衰期有何关系,例2. 已知 的速率方程为 问反应物A和B的半衰期有何关系,反应物的半衰期与物质的选择无关，各个物质的半衰期均相等,对 t 作图是一条直线,具有浓度(1-n)时间1的量纲,半衰期与kA和 cA0的n-1次方乘积成反比,4.n级反应,n1,速率方程的积分形式,n级反应的特征,5.理想气体反应,1)零级反应,2)一级反应,3)二级反应,4) n级反应,例1、50时，A物质在溶剂中进行分解反应，反应为一级，初速率 ，1小时后速率 试求： （1） ； (2) ； (3,解,2)计算实验3条件下，B反应掉