《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第九章 化学动力学基本原理

反应级数测定简单级数反应反应速率公式温度影响常九草引言化学动力学基本原理单分子反应过渡态理论碰习题课撞理论动力学

1 碰撞理论 过渡态理论 单分子反应 习题课 引言 反应速率公式 简单级数反应 反应级数测定 温度影响 动力学

89.1引言Introduction一、化学动力学的目的和任务任一化学反应有两个基本问题需要研究(1)有无可能性；其最后结果如何？-----化学反应的方向和限度------化学热力学。(2)若可能进行，多长时间能实现-----反应速率------化学动力学

3 一、化学动力学的目的和任务 任一化学反应有两个基本问题需要研究: (1) 有无可能性；其最后结果如何？-化学 反应的方向和限度-化学热力学。 (2) 若可能进行，多长时间能实现-反应速 率-化学动力学。 §9.1 引言 Introduction

例： 2H,+0z →2H,04,G m =- 237.2 kJ.mof1其自发趋势很大，但反应速率很小HCI(aq)+NaOH(aq)→>NaCI(aq)+H,O4,Gme=- 79.91 kJ.mot1反应的趋势似乎小些，但瞬间即可完成

4 例：2H2+O2 → 2H2O rGm y= – 237.2 kJ.mol-1 其自发趋势很大，但反应速率很小 HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H2O rGm y= – 79.91 kJ.mol-1 反应的趋势似乎小些，但瞬间即可完成

基本任务：1、研究各种因素（浓度、温度、光、介质..）对反应速率的影响。2、揭示反应的机理（即反应实际进行的具体步骤）。3、研究物质的结构与反应速率的关系。5

5 1、 研究各种因素（浓度、温度、光、介质 ）对反应速率的影响。 2、揭示反应的机理（即反应实际进行的具 体步骤）。 3、研究物质的结构与反应速率的关系。 基本任务：

二、反应机理Mechanism of reaction反应机理：反应实际进行与经历的具体步骤。例如“总反应”：H,(g)+ Cl2 (g)→2HCI (g)实际上反应进行了下列步骤：Cl, →2CILi. CI·+H, →>HCI+H·ii. H+ Cl, →HCI + CI iv. 2CI · + M > Cl, + M(M为其它气体或器壁，起传递能量作用，必须存在)

8 反应机理：反应实际进行与经历的具体步骤。 例如“总反应” ：H2 (g) + Cl2 (g) → 2HCl (g) 实际上反应进行了下列步骤： 二、反应机理 Mechanism of reaction i. Cl2 → 2Cl• ii. Cl • + H2 → HCl + H • iii. H • + Cl2 → HCl + Cl • iv. 2Cl • + M → Cl2 + M (M为其它气体或器壁，起传递能量作用，必须存在)

微观概念“基元反应”：反应物分子经直接作用生成新产物的过程“反应分子数”：基元反应中，直接作用所必需的反应物微观粒子数。分为：单分子反应，双分子反应，三分子反应。“反应机理”或“反应历程”：组成宏观总反应的基元反应的总合及其序列。“简单反应”：仅由一种基元反应组成的总反应。“复合反应”：由2种或2种以上基元反应组成的总反应宏观概念

9 宏观概念 “基元反应”: 反应物分子经直接作用生成新产物的过 程 “反应分子数”：基元反应中，直接作用所必需的反 应物微观粒子数。分为：单分子反应， 双分子反应，三分子反应。 “反应机理”或“反应历程”：组成宏观总反应的基元 反应的总合及其序列。 “简单反应”：仅由一种基元反应组成的总反应。 “复合反应”：由2种或2种以上基元反应组成的总反 应 微观概念

89.2反应速率公式Theformula of thereactionrate一、反应速率的表示法二、反应速率的实验测定三、反应速率的经验表达式：微分式；积分式四、反应级数五、质量作用定律六、速率常数12

12 三、反应速率的经验表达式：微分式; 积分式 §9.2 反应速率公式 The formula of the reaction rate 四、反应级数 五、质量作用定律 六、速率常数 一、反应速率的表示法 二、反应速率的实验测定

反应速率的表示方法The representation of reaction rate反应aA＋ bB+ hH→gG.t=0 -0nA,0nG,0nB,0nH,05t=t nanBnGnHdef nβ - nB,0def dnβ△nBS=mold :orVBVBVBdef d:1dnB反应速率的定义TdtdtVB13

13 反应 aA + bB ⎯→ gG + hH mol n n n B B B B B def / ,0     = − = t=0 =0 nA,0 nB,0 nG,0 nH,0 t=t  nA nB nG nH B B def dn or d   = 一、 反应速率的表示方法 The representation of reaction rate dt dn dt d J B B def   1 反应速率的定义 = =

对于任意反应aA + bB→gG + hH1dn1 dnp1 dng..1 dn一bdth dtdtdtag(1)注意：与选择物质B无关：(2)）对何种条件下进行的反应都是严格的正确的,(3)恒容条件下的速率表达形式r=J/V：3.单位体积的反应速率rl mol·dm3.s-1mol · L-1.s -1orJde1dnB11d[B]dcpVVdtVdtVBdtdtVR7B14

14 对于任意反应 aA + bB ⎯→ gG + hH dt dn dt h dn dt g dn dt b dn a J 1 A 1 B 1 G 1 H = − = − = = 注意：（1）与选择物质B无关； （2）对何种条件下进行的反应都是严格的、 正确的， （3）恒容条件下的速率表达形式 r=J/V： Vdt dn Vdt d V J r B  B  1 = = = 3. 单位体积的反应速率r/ mol ·dm-3 .s -1 or mol ·L-1 .s -1 d t d B d t d c B B B 1 1 [ ]   = =

浓度测定方法分为1.化学法，2.物理法1、化学法：化学分析法测浓度关键是“冻结反应”，方法有：骤冷、冲稀、加阻化剂或脱离催化剂等。其优点是设备简单，测量直接：缺点是很难找到合适的“冻结方法”。2、物理法：测量某种物理性质，条件是该性质与浓度有单值函数关系。压力，旋光度、折光率、电导、比色、光谱等物理性质均可应用，其优点是间接测量，不于扰反应，方便，迅速，可连续测定。18

18 浓度测定方法分为1.化学法，2.物理法 1、化学法： 化学分析法测浓度关键是“冻结反应” ，方法 有：骤冷、冲稀、加阻化剂或脱离催化剂等。 其优点是设备简单，测量直接; 缺点是很难找到合适的“冻结方法” 。 2、物理法： 测量某种物理性质，条件是该性质与浓度有 单值函数关系。 压力，旋光度、折光率、电导、比色、光谱等物理 性质均可应用，其优点是间接测量，不干扰反应， 方便，迅速，可连续测定