基元反应速率方程教学课件

第十一章:化学动力学(chemicalkinetics)变化的可能性一化学热力学:解决变化的方向、限度及变化过程的能量转化研究化学变化一变化的现实性—化学动力学:解决变化的速率及分析变化的具体过程化学动力学(chemicalkinetics):是研究化学反应速率(rateofreaction)和反应机理(mechanismofreactio)的化学分支学科。研究内容:化学反应进行的条件对反应速率的影响;研究反应机理,探索物质结构与反应能力之间的关联。研究方法:宏观方法:如,通过实验测定反应系统的浓度、温度、时间动力学法等宏观量,并将其与经验公式关联起来微观方法:如:利用激光、分子束等实验于段考察由特定能态下的反应物分了通过单次碰撞转变成另一特定能态的生成物分子的速率,得到微观反应速率常数。2第一节化学反应的速率对于一般的化学反应:aA+bB+…=儿+mM+可以表达为:反应速率r:反应进度ξ随时间的变化率de1dnB这样定义的反应速率r与所选取的物质无关dt但与化学反应计量式的写法有关。定义恒容条件:反应速率可用某组分的浓度随时间的变化率表示dcn=dnn/V;∴定义即用单位体积内反应进度随时间的变化率来定义反应速率恒容nacBⅤvpdtdt对于反应aatbB=il+mMbdtdtdt反应速率一般皆取正值,故以反应物的消耗速率表示的反应速率,或是以产物生成速率表示的反应速率。即:dca动于是有第二节化学反应的速率方程基元反应(elementaryreaction,简称元反应)定义:如果一个化学反应的反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子,这种反应即称为基元反应。如H2与L2生成H的气相反应,经研究证实是分三步进行的(1)L2+M→2+M三步反应的总结果为2)2I+M→I2+MH,+1,=2H端3)2I+H,→2HI反应(1)~(3)都是一步直接转化为生成物分子的反应,为基元反应。反应(4)并不是一步完成的反应,它是由三个基元反应所构成的非基元反应,也称为总包反应(overallreaction)因此:一般的化学反应方程式只是一个计量方程式,只代表反应总结果,不能反映进行的实际途径反应的机理:揭示一个化学反应从反应物到生成物的反应过程中经历的实际反应步骤。化学反应方程式是否为基元反应必须通过实验才能确定。基元反应速率方程质量作用定律化学反应速率方程rateequationofchemicalreaction)表示反应速率与参加反应的各种物质浓度及影响反应的各种因素之间的关系,也称为化学反应的动力学方程基元反应的速率方程最为简单。质量作用定律(awofmassaction)(Guldberg)和(Wage)):一定温度下,化学反应速率与各反应物的浓度乘积成正比,浓度的方次是化学计量式中的系数。对于基元反应:题+bB+…=L+mM+帝反应速率V∝cACB或Ⅴ=Kca.cbK:反应速率常数Grateconstantofreaction)或反应比速K物理意义:各反应物质皆为单位浓度时的反应速率。影响K值因素:反应类型、温度、溶剂、催化剂等进一步的研究证明:质量作用定律只适用于基元反应。反应速率方程把影响反应速率的因素分为两部分:浓度影响:c反应速率方程:V=KCaCB浓度以外因素影响:K速率常数k反映了除浓度以外的其它因素对反应速率的影响。对不同的反应,k值不同;即使同一反应,当温度、溶剂、催化剂等改变时,k值也将发生变化常见基元反应速率方程:dca=ko(2)A+BBdcB=kcaC或