第三章化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)

化學(xué)動力學(xué)與化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動力學(xué)：主要討論反應(yīng)進(jìn)行的快慢（即速率）、反應(yīng)的機(jī)理等問題。化學(xué)熱力學(xué)：主要討論反應(yīng)進(jìn)行的方向及反應(yīng)所能進(jìn)行的最大程度（即反應(yīng)限度）等問題。第三章化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)第三章化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)3.1化學(xué)反應(yīng)速率的概念3.2濃度對反應(yīng)速率的影響—速率方程式3.3溫度對反應(yīng)速率的影響—Arrhenius方程3.4反應(yīng)速率理論3.5催化劑與催化作用3.6活化能與反應(yīng)速率3.1化學(xué)反應(yīng)速率的概念定容反應(yīng)的反應(yīng)速率平均速率與瞬時(shí)速率3.1.1定容反應(yīng)的反應(yīng)速率

速率一般是指某物理量隨時(shí)間的變化率。化學(xué)反應(yīng)中，用單位時(shí)間內(nèi)各物種的物質(zhì)的量的變化來表示反應(yīng)速率。定容反應(yīng)，物質(zhì)的量的變化即物質(zhì)的量的濃度的變化

化學(xué)反應(yīng)aA+bB→yY+zZ△t內(nèi)△C-a-byz

υA≠υY且有正負(fù)之分

故人們提出用反應(yīng)進(jìn)度ξ來定義反應(yīng)速率。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在定容條件下進(jìn)行時(shí)，溫度不變，體積不變，物質(zhì)的量的濃度，則定義反應(yīng)速率特點(diǎn)：

★用任何反應(yīng)物或生成物濃度變化表示的反應(yīng)速率均相等。

★必須寫明相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量方程式

★△t時(shí)間內(nèi)反應(yīng)的平均速率對于一般的化學(xué)反應(yīng)：

aA+bByY+zZ對于定容的氣相反應(yīng)即也可以用反應(yīng)系統(tǒng)中組分氣體的分壓對時(shí)間的變化率來表示氣相反應(yīng)速率。3.1.2平均速率與瞬時(shí)速率反應(yīng)的瞬時(shí)速率

等于時(shí)間間隔△t→0時(shí)的平均速率的極限值3.2濃度對反應(yīng)速率的影響

—速率方程式化學(xué)反應(yīng)速率方程式速率方程的確定－初始速率法濃度與時(shí)間的定量關(guān)系3.狀2.街1挪化學(xué)愛反應(yīng)政速率舍方程匠式討論淚濃度候與反腥應(yīng)速膀度的撥定量神關(guān)系將化城學(xué)反尿應(yīng)分愈為兩免類約：①基元努反應(yīng)（又肝叫元反掃應(yīng)）：蘆反應(yīng)蛾物相枯互作爛用目，一檔步即榨變成酸生成踩物，摧無中卵間產(chǎn)貸物的姥反應(yīng)德。如②復(fù)雜萌反應(yīng)（又窗叫復(fù)合傾反應(yīng)）：怪反應(yīng)骨物經(jīng)戰(zhàn)過許工多中午間產(chǎn)軌物而金達(dá)到蒸最終饑生成令物的掙反應(yīng)貫。在復(fù)養(yǎng)雜反畝應(yīng)中事,可猶檢測康到中召間產(chǎn)哪物的干存在糕,但駐它會盛被消雁耗掉直(與依副反錢應(yīng)或硬副產(chǎn)繭物不雁同)如：球復(fù)雜別反應(yīng)2A渾+2膠B→鵝C+你D中間捕可能丸經(jīng)過A+企B折→EE+磚B部→C棵+FF+愈A唯→D等等絹過程而最促終產(chǎn)俘物中夕并無E、談F存在故復(fù)雹雜反痕應(yīng)由咱若干冤基元暮反應(yīng)縣組成如：是由叫下列織兩步庫組成爆的復(fù)餡合反阿應(yīng)(快)(慢)對于訪基元秘反應(yīng)mA+nB→pC+qDυ∝[c(A價(jià))]m﹒[c(B限)]n速率決方程叢：k為反刃應(yīng)速謝率系嗎數(shù)對基吸元反姿應(yīng)則而言對于華一般漲的化渴學(xué)反黨應(yīng)aA+bB→yY+zZα,命β--拉-反應(yīng)同級數(shù)α+栽β是反控應(yīng)的皮總級蛾數(shù)α稱為奸反應(yīng)樂對反彼應(yīng)物A的反禮應(yīng)級惕數(shù)β稱為透反應(yīng)原對反痕應(yīng)物B的反牽應(yīng)級符數(shù)對于工一般聞反應(yīng)辮，其霜值需殲實(shí)驗(yàn)扔測定今；僅裕對于附元反長應(yīng)，α=政a,抵β莫=b；但反坐過來華，僅從α=餐a,泡β綿=b不能醬說明什該反寶應(yīng)一界定是甘基元閣反應(yīng)滲。對復(fù)喜合反夸應(yīng)υ=償k[c（N籌O2）]2α仿=2β=0化

學(xué)

計(jì)

量方

程

式速

率方

程反

應(yīng)級

數(shù)反應(yīng)

21+11+11+12+12+12+12+21+11+31+鵝1+趁25+鋒1+圣6()()22IHckc=u分子賢數(shù)k單位攀：元零級是反應(yīng)mo腸l·營L-1·s-1一級挑反應(yīng)s-1二級才反應(yīng)愛(mo膽l·腫L-1)-1·s-1即mo伶l-1·L棄·喊s-1三級殖反應(yīng)mo目l-2·L2·s-1k--壁--反應(yīng)腔速率梅系數(shù)是一層個(gè)有樣量綱獅的物字理量從k的單饅位可涉看出顏反應(yīng)縣的總阻級數(shù)質(zhì)。盾反應(yīng)穗的級盛數(shù)可肉以是李0、睜正數(shù)摘、負(fù)紗數(shù)及殊分?jǐn)?shù)思。強(qiáng)酸衣強(qiáng)堿舉的中翅和反蠢應(yīng)，25稀℃時(shí)k鬼=1.營4×1務(wù)011mo詳l·品L－1·s－1是最棚快的命反應(yīng)刻之一鑄，0級差反應(yīng)居，可喂認(rèn)為炊反應(yīng)是速率招與反董應(yīng)物倍濃度燃無關(guān)薄。k只與贈溫度啄有關(guān)秀，而亡與濃表度無戶關(guān)，是色表明顫化學(xué)乎反應(yīng)煮速率化相對削大小絡(luò)的物仆理量公。3.湊2.神2速炮率方料程的棒確定旁－初鉛始速第率法對反應(yīng):可知:代入第任何堤一組桶數(shù)據(jù)捐即可令得到k，取平種均值腫。濃度勿對時(shí)珠間的私依賴惡關(guān)系—積分診速率傲方程亦可寫為：積分后得即一級養(yǎng)反應(yīng)阿的積投分速護(hù)率方務(wù)程lnc-某t曲線勤應(yīng)為銳直線半衰繼期當(dāng)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為50%時(shí)所需的反應(yīng)時(shí)間稱為半衰期,用表示。對于一級繼反應(yīng)則一級送反應(yīng)微的半捧衰期郵:反應(yīng)港物A的轉(zhuǎn)倍化率湯定義一級輝反應(yīng)海的半尼衰期T1/紡2與k成反廊比，而侍與反應(yīng)物朱的起始引濃度姥無關(guān)滋。一真級反宣應(yīng)的唱特征迫之一3.和3溫綿度眾對宣反鐘應(yīng)蹦速脆率謎的確影的響—Ar冷rh淚en旗iu恒s方程Ar碎rh庫en導(dǎo)iu產(chǎn)s方程式Ar請rh括en宣iu勻s方程的應(yīng)堂用Ar方rh練en盼iu消s方程占的進(jìn)絕一步豬分析3.晝3.酒1Ar全rh浩en鐵iu詢s方程式由反惕應(yīng)速肆率方楚程可見影響挺反應(yīng)黨速率幸的因耳素有佛兩個(gè):k和ck與溫剃度有魂關(guān),T增大,一般k也增粒大,但k～T不是線全性關(guān)微系。k-前T關(guān)系肥圖k-示T圖lnk-1拜/T圖Ar僻rh戴en怠iu處s方程為直線關(guān)系，直線的斜率為，直線的截距為。這是綢一經(jīng)術(shù)驗(yàn)公差式，參式中廢：Ea為實(shí)鞏驗(yàn)活推化能斗，單俊位kJ﹒m詢ol-1k0為指核前參懼量，技又稱示為頻瘡率因栽子，見與k的量慕綱孔相芬同3.愚3.狂2Ar螞rh扛en挽iu器s方程的應(yīng)終用1.已知求2.求出后可以推知時(shí)的活化能的數(shù)量級在，多數(shù)為與具有相同的量綱,對反應(yīng)級數(shù)不同的反應(yīng),其單位不同。3.孔3.彩3Ar磚rh新en警iu麻s方程墳的進(jìn)槳一步頭分析4.抓對不菜同反歷應(yīng),暑升高罰相同皺溫度錦,Ea大的荒反應(yīng)軌，k增大銹的倍羊數(shù)多強(qiáng)；Ea小的者反應(yīng)簽，k增大供的倍賊數(shù)少榴。對進(jìn)寺行慢坡的反襲應(yīng)加慕熱可旨明顯卸加速診反應(yīng)羽速率3.對同一反應(yīng),升高一定溫度,在低溫區(qū)k值增加較大，因此對于原本反應(yīng)溫度不高的反應(yīng),可采用升溫的方法提高反應(yīng)速率；1.Ea

處于方程的指數(shù)項(xiàng)中,對k有顯著影響,在室溫下,每增加,k值降低約80%；2.溫度升高,k增大,一般反應(yīng)溫度每升高

,k將增大2～10倍；3.犁4反應(yīng)向速率頭理論碰撞徒理論活化穗絡(luò)合鍋物理擾論(柳過渡獻(xiàn)態(tài)理檔論)3.剃4.怕1號碰腿撞理財(cái)論辱以分晝子動摔理論校為基柴礎(chǔ)，矛主要盞用于感氣相附雙分咳子反穩(wěn)應(yīng)。對于反應(yīng)：發(fā)生鉛反應(yīng)逆的兩捆個(gè)基辰本前補(bǔ)提:發(fā)生報(bào)碰撞地的分瞞子應(yīng)走有足銅夠高橫的能穴量碰撞印的幾檔何方勵位要裁適當(dāng)能發(fā)軍生反閃應(yīng)的鐵分子性必須古具有況足夠攝的最腹低能玻量EcEc稱為蔽摩爾踩臨界籮能。能夠債發(fā)生逐反應(yīng)凈的碰禮撞稱仰為有效攔碰撞能夠渾發(fā)生豈有效肌碰撞重的分旅子稱游為活化差分子，活災(zāi)化分短子具形有較烏高能掃量。氣體河分子辣能量橫分布番圖Ec3.天4.上2抽活伸化絡(luò)鞋合物款理論撲(過師渡態(tài)洲理論道)雅以神量子拘化學(xué)請對反初應(yīng)過站程中逢的能變量變亂化的深研究針為依符據(jù),筆認(rèn)為燃從反伴應(yīng)物紙種到敬生成磚物種鎮(zhèn)之間戀存在碑一個(gè)船過渡恩態(tài)。對反遺應(yīng)：

NO+O3

NO2+O2

ONOOO活化絡(luò)合物化學(xué)皇反應(yīng)寺過程仰中能狀量變鬧化曲香線吸熱琴反應(yīng)放熱尋反應(yīng)3.奧5煉催化扔劑與來催化族作用催化喉劑和甩催化醋作用跌的基描本特丑征催化睡劑:存戒在少升量就廉能加肉快反愧應(yīng)而降本身史最后盈并無損進(jìn)耗的蒙物質(zhì)膊。催化近作用柔的特篩點(diǎn)勾：①只辛能對淺熱力留學(xué)上艷可能年發(fā)生蘋的反快應(yīng)起匠作用翼。②通恭過改恨變反焦應(yīng)途諒徑以辨縮短些達(dá)到國平衡拴的時(shí)溪間。④只嫩有在壺特定授的條懶件下謝催化械劑才添能表患現(xiàn)活轎性。③存榮在多遞種副虎反應(yīng)江時(shí)，拍催化渣劑不陰同產(chǎn)澤物可酬能不搶同。扇即催化絨劑的選擇宏性.催化內(nèi)劑和尺催化光作用禍的基底本特斧征催化緒劑對艙反應(yīng)替活化佳能的昌影響3.朵6蒙活化副能與販反應(yīng)安速率濃度化影響——勤當(dāng)溫急度一紐奉定時(shí)案，反四應(yīng)具梳有一姨定的弟活化桃能，拋反應(yīng)末系統(tǒng)你的活熱化分干子分稱數(shù)也慚一定博（書56頁圖壞3-5中陰偉影面然積）屬，濃圍度增樸大，呢活化錯分子復(fù)總數(shù)幸增多存,反軍應(yīng)速題率增缸大。溫度霜