第四章 化学反应动力学基础—反应速率与反应机理反应速率与反应机理.pdf

第四章第四章化学反应动力学基础化学反应动力学基础
————反应速率与反应机理反应速率与反应机理
什么是化学动力学?什么是化学动力学?
化学反应速率的含义及其表示法化学反应速率的含义及其表示法
浓度与反应速率:微分速率方程与反应级数浓度与反应速率:微分速率方程与反应级数
温度与反应速率:活化能与反应速率理论温度与反应速率:活化能与反应速率理论
反应机理反应机理
催化作用催化作用
化学动力学前沿话题化学动力学前沿话题
Ahmed Zewail (Caltech, USA)
1999 年度诺贝尔化学奖获得者
"for his studies of the transition
states of chemical reactions using
femtosecond spectroscopy”
/
什么是化学动力学什么是化学动力学
瞬间完成的炸药爆炸反应
大西洋底泰坦尼克号
船首的腐蚀过程
NO,NO, COCO
NO (g) + CO(g) → 1/2N (g) + CO (g)
2 2 ?
ө−1
∆rGm (298) =−334 kJ⋅mol
θ 60
Kp = × 10 (298 K)
若该反应能发生,则可解决尾气污染问题。实际上,尽管该
反应的限度很大,但反应速率极慢,不能付诸实用。研制该反应
的催化剂是当今人们非常感兴趣的课题。
化学平衡和反应速率
对于合成氨反应,
对于合成氨反应, 是化学反应问题的两
大不可分割的方面,
NN (g)(g) ++ 3H3H (g)(g) →→ 2NH2NH (g)(g)
2 2 3 均十分重要。
ө−1
∆rGm (298) = −33 kJ⋅mol
ө 5
Kp = × 10 (298 K )
化学热力学判断常温常压下反应能进行,且转化率很高,
但实际反应速率太慢,毫无工业价值。
●●化学动力学的任务:化学动力学的任务:
1)1) 化学反应的速率问题化学反应的速率问题
2)2) 化学反应的机理问题化学反应的机理问题
化学反应速率的含义及其表示法化学反应速率的含义及其表示法
●反应速率的定义:
单位时间内反应物或生成物浓度改变量的正值。
一般用v表示。
I−
H2O2(aq) → H2O(l) + 1/2O2(g) 室温
∆(H 2O 2 )
t (H 2 O 2 ) 反应应速率−
− 3 ∆t
min mol • dm − 3 −1
mol • dm • min
0
20 =
40 =
60 =
80 =
●从平均速率到瞬时速率:
∆(H O )
-v =- 2 2 (平均速率)
∆t
−∆−(H O )
v = lim 2 2
∆t Æ 0 ∆t
d(H2O2)
=-
dt
(化学反应在 t 时刻的瞬时速率)
●用反应物浓度变化和用生成物浓度变化表示的差异
——现行国际单位制的建议
aA + + dD
1 d(A) 1 d(B) 1 d(C) 1 d(D)
v = −= −= =
a dt b dt c dt d dt
按此规定,一个化学反应就只有一个反应速率值。