化学反应动力学初步教学课件

第五章化学动力学初步(IntroductiontoChemicalDynamics)5.1化学反应速率52浓度对反应速率的影响53反应级数54反应机理55温度对化学反应速率的影响56基元反应的速率理论5.7催化剂与催化作用51化学反应速率(ChemicalReactionRates)宏观:热力学、动力学热力学:过程的能量交换(△H)、过程的自发方向(△G)、过程的限度(K)(△=-R7nKQ一可能性动力学:反应速率(快慢)、反应机理(怎样进行)一现实性。例:N2(g)+3H2(g)≠2NH3(g)△=-9222kJmo-1(放热)△Q=-33.0kJmo-1△GRTInKK=61×105但实际上,RT,常压,观察不到反应热力学不涉入时间,当然不涉及反应速率,也不涉及反应机理。反应速率和反应机理是化学动力学研究的核心问题反应速率因不同的反应而异:火药爆炸一瞬间中和反应一几秒;高温固相合成无机材料、有机合betwaitimandbrinecr成、高分子合成一小时;橡胶老化一年石油、煤的形成一几百万年、反应速率定义一单位时间内反应物或产物浓度改变的量的绝对值。(一)平均速率和瞬间速率例:H220→H2Oo+为2O2)测定实验中O2的析出量,可计算H2O2浓度变化,并按下式计算出反应速率(平均速率):p,=-△H2O2]/△t=-[c2(H2O2)-c1(H2O2)]/△t计算结果列于教材p107,表61可见:t个,c(H2O2),v令→>O(无限小),得瞬时速率:v=lim△C(H2O2)dC(H2O2)△显然,和v的单位是moldm3·s或moldm3min作出H2O2的c一t曲线(教材p108图61),得到0-40min的平均速率0.20-0.800.20-0.80=0.015noldm-3.min△40某一时刻的瞬时速率可用该时间对应的曲线点上的斜率表示,并且可以得到(二)t↑,c(H2O2),↓三)实验测定速率(净反应速率)正反应速率-逆反应速率(四)对于单向反应,反应的开始的瞬间的瞬时速率称为初速率v(五)测定反应速率的实验方法将在物理化学课程中学习。(六)由于一个反应可以用不同的反应物或产物作参照物浓度变化来表示反应速率,为了避免混乱,IUPAC建议对于反应aa+bb=ddtee定义瞬时速率为dc(5.1)Vdt平均速率为:△C(52)V.△(51)、(52)式中,v为计量系数a、b、d、c,且对反应物取负值,对产物取正值,以保证v和ν为正值。对于一个反应,在某一瞬间其ν有确定值(不论以哪一种反应物或产物的浓度变化表示);在某一时间间隔内,卩也是定值。例:H2O2=H2O+O2分解反应(教材p.07表6-1)0-20min的V(H2O2)=4c(H2O2)/[(-1)4t]=(0.40-0.80)/[(1)(20-0)=0020moldm-3.min-l(O2)=4c(H2O2)/[()4t]=(0.20-0)/[(2)(20-0)0.020mol-dm3.min=V(H,02)N2O5g)=2NO