广东工业大学：《物理化学》课程教学资源（课件讲稿）第九章 化学动力学（PPT）

第九章化学动力学 广东工业大学轻化学院

第九章 化学动力学 广东工业大学轻化学院

前言 四热力学研究范围：变化的方向、限度、 平衡问题，是变化的可能性问题。 四化学动力学研究范围：是研究化学反应 速率和反应机理的学科。 四热力学和动力学：相辅相成。 2024-5-26

前言 &热力学研究范围：变化的方向、限度、 平衡问题，是变化的可能性问题。 &化学动力学研究范围：是研究化学反应 速率和反应机理的学科。 &热力学和动力学：相辅相成。 2024-5-26 2

化学反应的反应速率及速率方程 >影响速率的基本因素：反应物的浓度和反 应的温度。 >速率方程：表示一化学反应的反应速率与 浓度，时间等参数间的关系式，称为化学反 应的速率方程式，或称动力学方程。 依时计量学反应：中间物 积累。 0=∑YgB B 非依时计量学反应：中间物 无或可忽略。 2024-5-26 3

化学反应的反应速率及速率方程 Ø影响速率的基本因素：反应物的浓度和反 应的温度。 Ø速率方程：表示一化学反应的反应速率与 浓度，时间等参数间的关系式，称为化学反 应的速率方程式，或称动力学方程。   B 0  B B 依时计量学反应：中间物 积累。 非依时计量学反应：中间物 2024-5-26 无或可忽略。 3

转化速率号 (mol-s） 反应速率D dnp V.ve.dt molm3.s） 恒容反应)= dcB（mol-m3.s-） -V4A-VBB-…→…+yyY+VzZ dn4-_} A的消耗速率：UA=一V·di dt dnz Z的生成速率：Uz=V·di dcz dt 2024-5-26

      3 1 3 1 1                  mol m s dt dc mol m s V dt dn mol s dt dn B B B def B B def B       恒容反应 反应速率 转化速率  dt dc V dt dn Z dt dc V dt dn A A B Y Z Z Z Z A A A A B Y Z                       ： ： 的生成速率 的消耗速率 2024-5-26 4

1.des=1.de=.=1.dey=1.de va dt ve dt vy dt vz dt 0A=0=…==z 一VA -VB 1 1pB=…= 1dp= 1 dpz Up = va dt ve dt Vy dt v,dt dpB=(dcB)RT→vp=wRT 2024-5-26 5

dp dc RT RT dt dp dt dp dt dp dt dp dt dc dt dc dt dc dt dc B B p Z Z Y Y B B A A p Z Z Y Y B B A A Z Z Y Y B B A A                                                     1 1 1 1 1 1 1 1 2024-5-26 5

基元反应和非基元反应 从微观上看，在化学反应过程中，反应物分 子一般总是经过若干个简单的反应步骤，才最后 转化为产物分子的。其中每一个简单的反应步骤 即一个基元反应，或称基元过程。而总的反应为 非基元反应。 。基元反应为组成一切化学反应的基本单元。 所谓反应机理（或反应历程）一般是指该反应是 由哪些基元反应组成的。 2024-5-26 6

基元反应和非基元反应 @ 从微观上看，在化学反应过程中，反应物分 子一般总是经过若干个简单的反应步骤，才最后 转化为产物分子的。其中每一个简单的反应步骤 即一个基元反应，或称基元过程。而总的反应为 非基元反应。 @ 基元反应为组成一切化学反应的基本单元。 所谓反应机理（或反应历程）一般是指该反应是 由哪些基元反应组成的。 2024-5-26 6

基元反应的速率方程 单分子反应： dcA=kca dt 双分子反应：一 dcA=kcACB dc=kc" dt dt de=kc 分子个数 aA+bB+…→产物：- dt 常小于三 基元反应的速率与各反应物浓度的幂乘积 成正比，其中各浓度的方次为反应方程中相应 组分的分子个数，即质量作用定律。 2024-5-26

基元反应的速率方程 A a b A A B A A A A B A kc c dt dc aA bB kc dt dc kc c dt dc kc dt dc            产物: 双分子反应 单分子反应 ： 2 ： 基元反应的速率与各反应物浓度的幂乘积 成正比，其中各浓度的方次为反应方程中相应 组分的分子个数，即质量作用定律。 分子个数 常小于三 2024-5-26 7

同时出现在两个以上基元反应中 的物质消耗或生成速率 A+B→Z de=_dca.-k.cCo-k-ex dt dt A+BM→X XL→A+B dcx-kc.Cn-k_Cx-k.Cx dt Xk→Z dcz=kcx dt 同一物质出现在机理中的两个以上基元反 应中，则对该物质净消耗或生成速率是这几个 基元反应的总和。 2024-5-26 8

同时出现在两个以上基元反应中 的物质消耗或生成速率 X Z X A B A B X A B Z k k k         2 1 1 X Z A B X X X A B X A B k c dt dc k c c k c k c dt dc k c c k c dt dc dt dc 2 1 1 2 1 1            同一物质出现在机理中的两个以上基元反 应中，则对该物质净消耗或生成速率是这几个 基元反应的总和。 2024-5-26 8

化学反应速率方程一般形式，反应级数 aA+bB+…→…+yY+zZ D=kc4cg… n,和n称为反应分级数；反应总级数n=n4+nB+… =04=0=…==z 一VA -VB kA三 k=- k kB… VA -VB 2024-5-26 9

化学反应速率方程一般形式，反应级数             A B A B n n n n n n n kc c aA bB yY zZ B B A A 和 称为反应分级数；反应总级数  Z Z Y Y B B A A Z Z Y Y B B A A k k k k k                              2024-5-26 9

非基元反应 1.不能对化学计量式应用质量作用定律； 2.分级数与组分的计量系数无关； 3.分级数一般为零、整数、或半整数； 4.对于速率方程不符合质量作用定律形式的，不 能应用级数的概念； 5.反应物浓度很大时，表现假一级反应。 2024-5-26 10

1. 不能对化学计量式应用质量作用定律； 2. 分级数与组分的计量系数无关； 3. 分级数一般为零、整数、或半整数； 4. 对于速率方程不符合质量作用定律形式的，不 能应用级数的概念； 5. 反应物浓度很大时，表现假一级反应。 非基元反应 2024-5-26 10