《工科化学》课程教学课件（2020讲稿）第4章 化学反应速率

工科化学第四章化学反应速率化学反应速率的定义4. 14.2化学反应速率的测定4.3浓度对化学反应速率的影响4. 4温度对化学反应速率的影响4.5活化能与催化剂本章习题：5/7/9/12/13北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 第四章 化学反应速率 4.1 化学反应速率的定义 4.2 化学反应速率的测定 4.3 浓度对化学反应速率的影响 4.4 温度对化学反应速率的影响 4.5 活化能与催化剂 本章习题：5/7/9/12/13

福工科化学化学动力学的基本任务化学动力学是研究化学反应速率的科学要全面考察化学反应的基本规律，必须解决两个平衡和速率基本问题：化学动力学的任务是：研究各种因素，如浓度、温度、催化剂等对反应速率的影响，揭示反应的机理从而控制化学反应的过程，为生产、科研服务。北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 化学动力学是研究化学反应速率的科学。 要全面考察化学反应的基本规律，必须解决两个 基本问题：平衡和速率。 化学动力学的任务是：研究各种因素，如浓度、 温度、催化剂等对反应速率的影响，揭示反应的机理， 从而控制化学反应的过程，为生产、科研服务。 化学动力学的基本任务

工科化学化学动力学与化学热力学的关系化学热力学一研究物质解决变化过程的能量效应及过物质变化过程的程的方向与限度，即有关可能性平衡的规律。化学动力学一研究完成该过程所需要的时间以及解决如何把这种可能实现这一过程的具体步骤，性变为现实性即有关速率的规律。北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 化学动力学与化学热力学的关系 化学热力学 — 研究物质 变化过程的能量效应及过 程的方向与限度，即有关 平衡的规律。 解决 物质变化过程的 可能性 解决 如何把这种可能 性变为现实性 化学动力学 — 研究完成 该过程所需要的时间以及 实现这一过程的具体步骤， 即有关速率的规律

工科化学化学动力学的研究方法化学动力学方法是宏观方法与微观方法并用。宏观方法：通过实验测定化学反应系统的浓度、温度、时间等宏观量间的关系，再把这些宏观量用经验公式关联起来，从而构成宏观反应动力学，微观方法：利用激光、分子束等实验技术考察由某特定能态下的反应物分子通过单次碰撞转变成另一特定能态下的生成物分子的速率，从而可得到微观反应速率常数，把反应动力学的研究推向了分子水平，从而构成了微观反应动力学，也叫分子反应动态学北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 化学动力学方法是宏观方法与微观方法并用。 宏观方法： 通过实验测定化学反应系统的浓度、温度、时 间等宏观量间的关系，再把这些宏观量用经验公式 关联起来，从而构成宏观反应动力学。 化学动力学的研究方法 微观方法： 利用激光、分子束等实验技术考察由某特定能 态下的反应物分子通过单次碰撞转变成另一特定能 态下的生成物分子的速率，从而可得到微观反应速 率常数，把反应动力学的研究推向了分子水平，从 而构成了微观反应动力学，也叫分子反应动态学

福福工科化学4.1化学反应速率的定义面化学反应的速率定义：单位体积的反应系统中反应进度随时间的变化率。d=aA+dD yY+zzVdt单位：浓度·时间-1，mol.dm-3.s-l或mol.L-l.s-l北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 4.1 化学反应速率的定义 化学反应的速率定义： 单位体积的反应系统中反应进度随时间的变化率。 单位：浓度·时间-1 ，mol.dm-3 .s-1或mol.L-1 .s-1 1 d r V d t  a d y z A + D Y + Z 

福工科化学式中，r一化学反应速率；学院一化学反应进度：t一 反应时间。dn(B)根据反应进度的定义，有：dsv(B)对于反应物，V取负值；对于生成物，V取正值d:dn(B1dtLVdtv(B)北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 d ( ) d (B ) n B    1 d (B ) r ( ) V d t n v B  式中，r— 化学反应速率； — 化学反应进度； t— 反应时间。 根据反应进度的定义，有： 对于反应物，B取负值；对于生成物，B取正值。 1 d r V d t  

工科化学对液相反应和恒容容器中进行的气相反应，系统的体积恒定，上式可简化为单理鸟BdtVB0北京交北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 对液相反应和恒容容器中进行的气相反应，系统 的体积恒定，上式可简化为： B B 1  d c r  d t

福福工科化学对于反应：学基础理学院则有:aA + bB → yY +zz现111d1dcdcdcC4BAZ-bdtdtdtdtayZ北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 对于反应: a A b B yY z Z :    则 有 1 1 1 1 - - a b y z     A B Y Z d c d c d c d c r d t d t d t d t

工科化学4.2化学反应速率的测定反应速率可以通过实验的方法得到。实验测定的一般过程是，测定反应物浓度或生成物的浓度随时间的改变，绘制成c~t图，曲线某点直线的斜率，可求该对应时刻的反应速率，dcSCASdtdc1Adtat～曲线北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 反应速率可以通过实验的方法得到。实验测定 的一般过程是，测定反应物浓度或生成物的浓度随 时间的改变，绘制成c~t图，曲线某点直线的斜率， 可求该对应时刻的反应速率。 A A 1 d d c r a t   4.2 化学反应速率的测定

福工科化学其实验方法有化学法和物理法两大类。A物理法：测定与物质浓度有关的物理性质与时间的变化关系，然后根据物理性质与浓度的关系，间接算出物质的浓度。物理性质有：压力、体积、旋光度、折光率、光谱、电导等。优点：可不中止反应，连续测定，自动记录，迅速方便。缺点：副反应或杂质对物理性质有影响。北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 其实验方法有化学法和物理法两大类。 ◆ 物理法： 测定与物质浓度有关的物理性质与时间的变化关系， 然后根据物理性质与浓度的关系，间接算出物质的浓度。 物理性质有：压力、体积、旋光度、折光率、光谱、电 导等。 优点：可不中止反应，连续测定，自动记录，迅速 方便。 缺点：副反应或杂质对物理性质有影响