厦门大学：《无机化学与化学分析》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 化学动力学基础 3.1 化学动力学的任务和目的 3.2 化学反应速率表示法 3.3 反应速率理论 3.4 化学反应的速率方程 3.5 影响化学反应速率的因素

第三章 David Hard

第三章

重点难点 (1)有效碰撞理论和过渡状态理论的要点及物理图像 (2)活化能的概念和意义; (3)质量作用定律; (4)反应的分子数与反应级数的关系 (5)浓度、温度、催化剂影响反应速率的实质

重点难点 (1) 有效碰撞理论和过渡状态理论的要点及物理图像； (2) 活化能的概念和意义； (3) 质量作用定律； (4) 反应的分子数与反应级数的关系； (5) 浓度、温度、催化剂影响反应速率的实质；

本章要求 (1)了解化学反应速率的定义及其表示方法; (2)了解活化能的概念和意义; (3)掌握质量作用定律的应用 (4)了解反应的分子数与反应级数的关系; (5)掌握阿仑尼乌斯公式的应用 6)了解浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响的 实质 (7)了解催化剂在现代化工生产中的作用与地位;

本章要求 (1) 了解化学反应速率的定义及其表示方法； (2) 了解活化能的概念和意义； (3) 掌握质量作用定律的应用； (4) 了解反应的分子数与反应级数的关系； (5) 掌握阿仑尼乌斯公式的应用； (6) 了解浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响的 实质； (7) 了解催化剂在现代化工生产中的作用与地位；

3.1化学动力学的任务和目的 化学动力学的研究对象 化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及 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,把热力学的反应可能性变为现实性。 例如: 动力学认为 N2+H2→NH3(g)需一定的7,p和催化剂 2 H2+O2→>H2O()点火,加温或催化剂

3.1 化学动力学的任务和目的 化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及 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，把热力学的反应可能性变为现实性。 化学动力学的研究对象 2 2 3 2 2 2 1 3 N H NH (g) 2 2 1 H O H O(l) 2 + → + → 例如： 动力学认为： 需一定的T，p和催化剂 点火，加温或催化剂

化学动力学发展简史 1848年 dnK△ us dInk E vant hoff K 提出 dt rt dT rT E 1891年 Arrhenius k=Aexp(- RT 设E为与无关的常数 1935年 Eyring等提出过渡态理论 1960年交叉分子束反应,李远哲等人1986年 获诺贝尔化学奖

•1848年 van’t Hoff 提出： 2 c a 2 d ln d ln d d K k E T RT T T U R =  = $ b f c k k K = •1891年 Arrhenius a exp( ) E k A RT = − 设 Ea 为与T无关的常数 •1935年 Eyring等提出过渡态理论 •1960年 交叉分子束反应，李远哲等人1986年 获诺贝尔化学奖 化学动力学发展简史

3.2化学反应速率表示法 反应速度与速率 平均速率 瞬时速率 反应速率

3.2 化学反应速率表示法 反应速度与速率 平均速率 瞬时速率 反应速率

反应速度和速率 速度 Velocity是矢量,有方向性。 速率Rate是标量,无方向性,都是正值。 例如 R—)P 速度 R <0 d[p dt dto 速率 dir d[pi d-0 单位时间内反应物的浓度减少或者产物浓度增加

反应速度和速率 速度 Velocity 是矢量，有方向性。 速率 Rate 是标量 ，无方向性，都是正值。 d[R] d[P] 0 0 d d t t 速度   d[R] d[P] 0 d d t t − 速率 =  例如: R P ⎯⎯→ 单位时间内反应物的浓度减少或者产物浓度增加

平均速率 平均速率 R ([R]2-[R]) P P R [R1] 2 [R2] ([P]2-[P]) 2 它不能确切反映速率的变 化情况,只提供了一个平 均值,用处不大

平均速率 2 1 2 1 p 2 1 2 1 R ([P] [P] ) ([R] [R] ) t t r t t r − − = − − − = 它不能确切反映速率的变 化情况，只提供了一个平 均值，用处不大

瞬时速率 dIP dt 产物(P) R->P 一d[R] dri dt 反应物(R) 时间t d[p 反应物和产物的浓度随时间的变化 dt 在浓度随时间变化的图上,在时间t时,作交点的切线, 就得到t时刻的瞬时速率。显然,反应刚开始,速率大,然后 不断减小,体现了反应速率变化的实际情况

瞬时速率 t r t r d d[P] d d[R] R P p R = − = ⎯→ 在浓度随时间变化的图上，在时间t 时，作交点的切线， 就得到 t 时刻的瞬时速率。显然，反应刚开始，速率大，然后 不断减小，体现了反应速率变化的实际情况

N,+3H,=2NH3 起始浓度(m011)1.03.00 秒钟后浓度(m011)0.82.40.4 始 0.8-1 0. 1mol 1-s 2-0 △H2][H21-[H21_24-3.0 =0.3mo11-s 2 2-0 ANH3] [NE3le-[NH3]s 0.4-0 0.2mol 1-s t 2-0 从化学计量关系来看N=⊥H2114Nl N2 H2 NH 3

t NH t H t N   =   = −   − [ ] 2 [ ] 1 3 [ 2 ] 1 2 3 2 2 3 2 1 3 1 VN = VH = VNH 从化学计量关系来看