第六章化学动力学(药学)新1化学动力学前言

物理化学电子教案—第六章(中药)化学动力学□第六章化学动力学

化学动力学(chemicalkinetics)是研究化学反应的速率和机理的科学,是物理化学的一个重要组成部分。化学反应的两个基本问题在指定条件下反应进行的方向和限度——化学热力学反应进行的速率和具体步骤(即反应机理)——化学动力学化学热力学方法只能解决反应的可能性问题,解决化学反应的现实性问题,则是化学动力学的任务。化学热力学的研究对象和局限性研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及外界条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应的可能性，但无法预料反应的速率如何？反应的机理如何？例如：热力学只能判断这两个反应都能发生，但如何使它发生，热力学无法回答。在化学动力学中，要研究化学反应的速率，以及反应条件(例如浓度、压力、温度、辐射、介质、催化剂等)对反应速率的影响，还要研究反应的具体过程，即反应机理。例如：动力学认为：需一定的T，p和催化剂点火，加温或催化剂第一节.基本概念一、化学反应速率的表示方法

反应速率在不同情况下可用不同的方法表示。在单相反应(又称均相反应，中，反应速率一般以在单位时间、单位体积中反应物的量的减少或产物的量的增加来表示。在恒容条件下，体积V为常数，反应速率也可用单位时间内反应物或产物的浓度变化来表示。一.反应速率的表示方法在单相反应(均相反应,homogeneousreaction)中,反应速率一般以在单位时间、单位体积中反应物的量的减少或产物的量的增加来表示。图中曲线上各点的切线斜率的绝对值,即为反应速率r

一.反应速率的表示方法对于恒容反应:

aA+dD

gG+hH反应速率可写作:它们之间有如下的关系:

反应速率也可用单位时间、单位体积内反应进度的变化d

/(Vdt)来表示。对于上述反应,反应进度的变化与各反应组分物质的量的变化关系如下:则r可表达为:一.反应速率的表示方法二.反应速率的测定测定反应速率要求在不同时刻测出反应物或产物之一的浓度。化学法：用化学分析方法来测定反应进行到不同时刻的反应物或产物的浓度。不同时刻取出一定量反应物，设法用骤冷、冲稀、加阻化剂、除去催化剂等方法使反应立即停止，然后进行化学分析。优点：能直接得到浓度的绝对值不足：操作复杂，分析速度慢二.反应速率的测定物理法：测定体系的某一与反应物或产物浓度呈单值函数的物理量随时间的变化。通常可利用的物理量有压力、体积、折射率、旋光度、吸光度、电导、电动势、粘度、导热率等。优点：连续、快速、方便不足：干扰因素多，易扩散误差第二、三节

基元反应、反应速率方程第二节基元反应一.计量方程与机理方程计量方程:只表示反应前后的物料平衡关系。例如:2O3

3O2机理方程:表示实际反应过程(反应历程)的方程。 例如上述反应经历了两个步骤:O3O2+O(1)2O2O+O3

(2)二.基元反应与总包反应例如H2和I2的气相反应:

H2+I22HI这是一个总包反应,由以下基元反应组成:I2+M(高能)2I

+M(低能)(1)2HIH2+2I

(2)基元反应(elementaryreaction)：由反应物微粒(分子、原子、离子或自由基等)一步直接生成产物的反应。总包反应(overallreaction)：由多个基元反应组成的反应，又称为复杂反应(complexreaction)。三.反应分子数参加基元反应的分子数目称为反应分子数。此处的分子应理解为分子、离子、自由原子或自由基的总称。已知的反应分子数只有1、2和3。大多数反应都是双分子反应，例如酯化反应：CH3COOH+C2H5OH一CH3COOC2H5+H20

单分子反应多见于分解反应或异构化反应：C2H5Cl一C2H4+HCl