化学反应动力学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务1第八章第八章 化学动力学基础化学动力学基础第第1页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务28-1 8-1 化学动力学目标和任务化学动力学目标和任务 (2)(2)若可能进行，多长时间能实现？微观上怎样若可能进行，多长时间能实现？微观上怎样若可能进行，多长时间能实现？微观上怎样若可能进行，多长时间能实现？微观上怎样进行？进行？进行？进行？-反应反应反应反应速率速率速率速率和和和和机理机理机理机理问题。问题。问题。问题。研究任一化学反应有两个基本问题需要考虑研究任一化学反应有两个基本问题需要考虑研究任一化学反应有两个基本问题需要考虑研究任一化学反应有两个基本问题需要考虑:(1)(1)有有有有没没没没有有有有可可可可能能能能性性性性；其其其其最最最最终终终终结结结结果果果果怎怎怎怎样样样样？-化学反应化学反应化学反应化学反应方向方向方向方向和和和和程度程度程度程度问题。问题。问题。问题。第第2页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务3许多化学反应，热力学角度分析可能性很大，许多化学反应，热力学角度分析可能性很大，许多化学反应，热力学角度分析可能性很大，许多化学反应，热力学角度分析可能性很大，但现实中却难以觉察它们在进行，原因是反但现实中却难以觉察它们在进行，原因是反但现实中却难以觉察它们在进行，原因是反但现实中却难以觉察它们在进行，原因是反应速率极慢。应速率极慢。应速率极慢。应速率极慢。r rG Gmm(298K)(298K)=394.2=394.2kJkJ molmol-1 100 8-1 8-1 化学动力学目标和任务化学动力学目标和任务 第第3页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务4再如再如再如再如2H2H2 2+O+O2 2 2H2H2 2OO r rG Gmm(298K)(298K)=237.2=237.2kJkJ molmol-1 1 HCl+NaOHHCl+NaOHNaCl+HNaCl+H2 2OO r rG Gmm=79.91=79.91kJkJ molmol-1-19-1 9-1 化学动力学目标和任务化学动力学目标和任务 其自发趋势很大，但反应速率很小其自发趋势很大，但反应速率很小(氢反应掉二分之一约需氢反应掉二分之一约需1025年年)反应趋势似乎小些，但瞬间即可完成。反应趋势似乎小些，但瞬间即可完成。反应趋势似乎小些，但瞬间即可完成。反应趋势似乎小些，但瞬间即可完成。第第4页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务58-1 8-1 化学动力学目标和任务化学动力学目标和任务 所以，反应进行所以，反应进行所以，反应进行所以，反应进行趋势趋势趋势趋势与与与与速率速率速率速率是两回事。是两回事。是两回事。是两回事。热力学认为在某条件下不可能发生反应，就无须考虑热力学认为在某条件下不可能发生反应，就无须考虑热力学认为在某条件下不可能发生反应，就无须考虑热力学认为在某条件下不可能发生反应，就无须考虑其速率问题；其速率问题；其速率问题；其速率问题；而假如热力学判断某反应能够发生，则还必须了解其而假如热力学判断某反应能够发生，则还必须了解其而假如热力学判断某反应能够发生，则还必须了解其而假如热力学判断某反应能够发生，则还必须了解其实现可行性，即进行动力学速率研究。实现可行性，即进行动力学速率研究。实现可行性，即进行动力学速率研究。实现可行性，即进行动力学速率研究。热力学只能回答化学反应进行热力学只能回答化学反应进行热力学只能回答化学反应进行热力学只能回答化学反应进行可能性可能性可能性可能性问题，问题，问题，问题，反应进行反应进行反应进行反应进行现实性现实性现实性现实性问题必须由动力学回答。问题必须由动力学回答。问题必须由动力学回答。问题必须由动力学回答。第第5页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务61 1、研研研研究究究究各各各各种种种种原原原原因因因因（浓浓浓浓度度度度、温温温温度度度度、压压压压力力力力、催催催催化化化化剂剂剂剂、光光光光、介质介质介质介质）对反应速率影响。）对反应速率影响。）对反应速率影响。）对反应速率影响。2 2、揭揭揭揭示示示示反反反反应应应应机机机机理理理理（即即即即反反反反应应应应实实实实际际际际进进进进行行行行详详详详细细细细步步步步骤骤骤骤），研研研研究物质结构与反应性能关系。究物质结构与反应性能关系。究物质结构与反应性能关系。究物质结构与反应性能关系。动力学基本任务：动力学基本任务：动力学基本任务：动力学基本任务：8-1 8-1 化学动力学目标和任务化学动力学目标和任务 控制反应速率控制反应速率控制反应速率控制反应速率控制反应机理控制反应机理控制反应机理控制反应机理目：目：得到预期产品。得到预期产品。得到预期产品。得到预期产品。第第6页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务7一、反应速率表示法一、反应速率表示法8-2 8-2 反应速率反应速率二、反应速率测定方法二、反应速率测定方法三、化学反应速率方程三、化学反应速率方程第第7页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务8l为为为为了了了了克克克克服服服服因因因因选选选选取取取取不不不不一一一一样样样样物物物物质质质质而而而而造造造造成成成成反反反反应应应应速速速速率率率率不不不不一一一一致致致致缺缺缺缺点点点点，IUPACIUPAC要要要要求求求求，用用用用反反反反应应应应进进进进度度度度 随随随随时时时时间改变率间改变率间改变率间改变率来表示反应来表示反应来表示反应来表示反应转化速率转化速率转化速率转化速率。一、一、反应速率表示法反应速率表示法The representation of reaction rateThe representation of reaction ratel所所所所谓谓谓谓反反反反应应应应速速速速率率率率就就就就是是是是化化化化学学学学反反反反应应应应进进进进行行行行快快快快慢慢慢慢程程程程度度度度。怎样定量表示，历史上出现过各种方法。怎样定量表示，历史上出现过各种方法。怎样定量表示，历史上出现过各种方法。怎样定量表示，历史上出现过各种方法。IUPACIUPAC（InternationalInternational UnionUnion ofof PurePure andand AppliedAppliedChemistryChemistry）第第8页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务9对任意反应对任意反应对任意反应对任意反应a aA+A+b bBB=y yY+Y+z z Z Z一、一、反应速率表示法反应速率表示法 B B计计计计量量量量系系系系数数数数，对对对对反反反反应应应应物物物物取负，对生成物取正。取负，对生成物取正。取负，对生成物取正。取负，对生成物取正。1 1 1 1、反应进度反应进度反应进度反应进度 移项移项移项移项0=0=a aAAb bB+B+y yY+Y+z z Z Z第第9页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务10对于任意反应对于任意反应对于任意反应对于任意反应a aA+A+b bBB y yY+Y+z z Z Z2 2 2 2、转化速率定义、转化速率定义、转化速率定义、转化速率定义一、一、反应速率表示法反应速率表示法第第10页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务11（1 1）转化速率与物质）转化速率与物质）转化速率与物质）转化速率与物质B B选择无关；选择无关；选择无关；选择无关；（2 2）对任何条件下进行反应，总是严格、正）对任何条件下进行反应，总是严格、正）对任何条件下进行反应，总是严格、正）对任何条件下进行反应，总是严格、正确确确确;一、一、反应速率表示法反应速率表示法说明：说明：（3 3）但但但但在在在在详详详详细细细细应应应应用用用用上上上上式式式式时时时时，需需需需测测测测定定定定物物物物质质质质量量量量改改改改变变变变，不不不不够够够够方方方方便便便便。所所所所以以以以结结结结合合合合详详详详细细细细系系系系统统统统，人人人人们们们们又又又又采采采采取取取取了了了了其其其其它它它它形形形形式式式式来来来来定定定定义义义义反反反反应应应应速速速速率率率率。但但但但不不不不论论论论怎怎怎怎样样样样定定定定义义义义，都不能与上式抵触。都不能与上式抵触。都不能与上式抵触。都不能与上式抵触。第第11页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务123.3.3.3.单位体积反应速率单位体积反应速率单位体积反应速率单位体积反应速率一、一、反应速率表示法反应速率表示法 单位单位单位单位：molmol mm-3-3 s s-1-1或或或或mol mol L L-1-1 s s-1-1对恒容反应对恒容反应对恒容反应对恒容反应单单单单位位位位时时时时间间间间参参参参加加加加反反反反应应应应某某某某物质物质物质物质B B浓度改变率浓度改变率浓度改变率浓度改变率第第12页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务13比如，比如，比如，比如，N N N N2 2 2 2+3H+3H+3H+3H2 2 2 2=2NH=2NH=2NH=2NH3 3 3 3，等容条件下反应速率：，等容条件下反应速率：，等容条件下反应速率：，等容条件下反应速率：一、一、反应速率表示法反应速率表示法可可可可见见见见，在在在在体体体体积积积积V V恒恒恒恒定定定定条条条条件件件件下下下下，对对对对于于于于指指指指定定定定反反反反应应应应计计计计量量量量式式式式，反反反反应应应应速速速速率率率率 数数数数值值值值与与与与反反反反应应应应物物物物或或或或生生生生成成成成物物物物选选选选择择择择无关。无关。无关。无关。第第13页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务14一、一、反应速率表示法反应速率表示法为为为为了了了了研研研研究究究究方方方方便便便便，人人人人们们们们通通通通常常常常还还还还采采采采取取取取某某某某指指指指定定定定反反反反应应应应物物物物AA消耗速率消耗速率消耗速率消耗速率来表示反应速率：来表示反应速率：来表示反应速率：来表示反应速率：或生成物增加速率来表示反应速率：或生成物增加速率来表示反应速率：或生成物增加速率来表示反应速率：或生成物增加速率来表示反应速率：第第14页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务15一、一、反应速率表示法反应速率表示法注意注意：假如反应式中：假如反应式中A和和Y计量系数不一样，计量系数不一样，A和和 Y 数值不相等。数值不相等。不不不不论论论论是是是是消消消消耗耗耗耗速速速速率率率率或或或或增增增增加加加加速速速速率率率率，均均均均须须须须指指指指明明明明是是是是对对对对何何何何种物质而言，即右下标种物质而言，即右下标种物质而言，即右下标种物质而言，即右下标A A、Y Y等不可忽略。等不可忽略。等不可忽略。等不可忽略。第第15页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务16一、一、反应速率表示法反应速率表示法l对对对对于于于于气气气气相相相相反反反反应应应应，因因因因为为为为测测测测量量量量压压压压力力力力改改改改变变变变最最最最为为为为方方方方便便便便，人人人人们们们们通通通通常常常常还还还还用用用用反反反反应应应应物物物物或或或或产产产产物物物物分分分分压压压压随随随随时时时时间间间间改改改改变变变变率率率率，即即即即dpdpB B/dt/dt，代代代代替替替替dcdcB B/dt/dt，来来来来表示反应速率。表示反应速率。表示反应速率。表示反应速率。l有有有有反反反反应应应应，反反反反应应应应物物物物浓浓浓浓度度度度以以以以其其其其它它它它浓浓浓浓度度度度方方方方式式式式表表表表示示示示，如如如如%B%B，反反反反 应应应应 速速速速 率率率率 也也也也 能能能能 够够够够 用用用用d%B/dtd%B/dt来表示。来表示。来表示。来表示。补充说明补充说明：第第16页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务17要测定反应在某一瞬间速率要测定反应在某一瞬间速率要测定反应在某一瞬间速率要测定反应在某一瞬间速率dc/dtdc/dt，可在反应进，可在反应进，可在反应进，可在反应进行后隔一定时间测定反应物或产物浓度：行后隔一定时间测定反应物或产物浓度：行后隔一定时间测定反应物或产物浓度：行后隔一定时间测定反应物或产物浓度：1 1、化学法：、化学法：、化学法：、化学法：化化化化学学学学法法法法测测测测浓浓浓浓度度度度关关关关键键键键是是是是“冻冻冻冻结结结结反反反反应应应应”，方方方方法法法法有有有有：骤骤骤骤冷、冲稀、加阻化剂或脱离催化剂等。冷、冲稀、加阻化剂或脱离催化剂等。冷、冲稀、加阻化剂或脱离催化剂等。冷、冲稀、加阻化剂或脱离催化剂等。其其其其优优优优点点点点是是是是设设设设备备备备简简简简单单单单，测测测测量量量量直直直直接接接接;缺缺缺缺点点点点是是是是极极极极难难难难找找找找到到到到适当适当适当适当“冻结方法冻结方法冻结方法冻结方法”。2 2、物理法：、物理法：、物理法：、物理法：测测测测量量量量某某某某种种种种物物物物理理理理性性性性质质质质随随随随时时时时间间间间改改改改变变变变(如如如如p p、V V、溶溶溶溶液液液液电电电电导导导导率率率率、吸吸吸吸光光光光度度度度、旋旋旋旋光光光光性性性性、介介介介电电电电常常常常数数数数等等等等)，条条条条件件件件是是是是该性质与浓度有单值函数关系。该性质与浓度有单值函数关系。该性质与浓度有单值函数关系。该性质与浓度有单值函数关系。二、反应速率测定方法二、反应速率测定方法其其其其优优优优点点点点是是是是不不不不中中中中止止止止反反反反应应应应，可可可可连连连连续续续续测测测测量量量量;缺缺缺缺点点点点是是是是间间间间接接接接测测测测量量量量，有时误差大。有时误差大。有时误差大。有时误差大。第第17页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务18以以以以c c t t作作作作图图图图，得得得得一一一一曲曲曲曲线线线线，求求求求各各各各点点点点切切切切线线线线，其其其其斜斜斜斜率率率率:dc dc/dtdt，即为对应时刻瞬时浓度改变率，即为对应时刻瞬时浓度改变率，即为对应时刻瞬时浓度改变率，即为对应时刻瞬时浓度改变率ct二、反应速率测定方法二、反应速率测定方法dcdc0 0/dt/dtdcdc1 1/dt/dtdcdc2 2/dt/dt第第18页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务19反应速率与反应物质浓度之间存在一定函数关反应速率与反应物质浓度之间存在一定函数关反应速率与反应物质浓度之间存在一定函数关反应速率与反应物质浓度之间存在一定函数关系，系，系，系，二者之间关系式就是二者之间关系式就是二者之间关系式就是二者之间关系式就是三、化学反应速率方程三、化学反应速率方程其普通形式为其普通形式为f(cA,cB,cz,)。化学反应化学反应速率方程速率方程或或微分动力学方程微分动力学方程为为为为了了了了更更更更加加加加好好好好地地地地了了了了解解解解化化化化学学学学反反反反应应应应速速速速率率率率方方方方程程程程，下下下下面面面面介介介介绍绍绍绍几几几几个个个个基本概念：基本概念：基本概念：基本概念：第第19页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务20比如比如比如比如：HH22(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)2HCl(g)2HCl(g)ClCl2 2 2Cl2Cl ClCl+H+H2 2 HCl+HHCl+H HH+Cl+Cl2 2 HCl+ClHCl+Cl 2 2ClCl+M+MClCl2 2+M+M(M(M为为为为其其其其它它它它气气气气体体体体或或或或器器器器壁壁壁壁，起起起起传传传传递递递递能能能能量量量量作作作作用用用用)1 1、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应研究表明，通常所写化学反应方程式绝大多数研究表明，通常所写化学反应方程式绝大多数并不代表反应实际进行历程。并不代表反应实际进行历程。实实实实际际际际反反反反应应应应并并并并不不不不是是是是由由由由反反反反应应应应物物物物HH2 2和和和和ClCl2 2直直直直接接接接作作作作用用用用生生生生成成成成产产产产物物物物HClHCl，而是需进行以下步骤：，而是需进行以下步骤：，而是需进行以下步骤：，而是需进行以下步骤：这这这这四四四四个个个个反反反反应应应应才才才才是是是是由由由由反反反反应应应应物物物物分分分分子子子子直直直直接接接接作作作作用用用用生生生生成成成成产产产产物物物物，它它它它们总效果在宏观上与总反应方程式一致。们总效果在宏观上与总反应方程式一致。们总效果在宏观上与总反应方程式一致。们总效果在宏观上与总反应方程式一致。第第20页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务211 1、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应这这这这种种种种由由由由反反反反应应应应物物物物分分分分子子子子（或或或或离离离离子子子子、原原原原子子子子、自自自自由由由由基基基基等等等等）直接作用生成产物反应称为直接作用生成产物反应称为直接作用生成产物反应称为直接作用生成产物反应称为基元反应。基元反应。基元反应。基元反应。或或或或：总总总总反反反反应应应应实实实实际际际际过过过过程程程程中中中中每每每每一一一一个个个个中中中中间间间间步步步步骤骤骤骤基元反应基元反应基元反应基元反应第第21页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务22“反应机理反应机理反应机理反应机理”或或或或“反应历程反应历程反应历程反应历程”：组成宏观总反应基元反应总和。组成宏观总反应基元反应总和。组成宏观总反应基元反应总和。组成宏观总反应基元反应总和。比如：比如：比如：比如：HH22(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)2HCl(g)2HCl(g)是一个复合反应是一个复合反应是一个复合反应是一个复合反应 ClCl2 2 2Cl2Cl ClCl+H+H2 2 HCl+HHCl+H HH+Cl+Cl2 2 HCl+ClHCl+Cl 2 2ClCl+M+MClCl2 2+M+M 反应机理反应机理反应机理反应机理仅由一个基元反应组成总反应。仅由一个基元反应组成总反应。仅由一个基元反应组成总反应。仅由一个基元反应组成总反应。由由由由2 2种或种或种或种或2 2种以上基元反应组成总反应种以上基元反应组成总反应种以上基元反应组成总反应种以上基元反应组成总反应1 1、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应“简单反应简单反应简单反应简单反应”：“复合反应复合反应复合反应复合反应”：第第22页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务23 基基基基元元元元反反反反应应应应中中中中，参参参参加加加加改改改改变变变变所所所所需需需需反反反反应应应应物物物物微观粒子（分子、离子、原子、自由基）数目。微观粒子（分子、离子、原子、自由基）数目。微观粒子（分子、离子、原子、自由基）数目。微观粒子（分子、离子、原子、自由基）数目。比如：比如：比如：比如：HH22(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)2HCl(g)2HCl(g)ClCl2 2 2Cl2Cl ClCl+H+H2 2 HCl+HHCl+H HH+Cl+Cl2 2 HCl+ClHCl+Cl 2 2ClCl+M+MClCl2 2+M+M 单分子反应单分子反应单分子反应单分子反应双分子反应双分子反应双分子反应双分子反应三分子反应三分子反应三分子反应三分子反应分为：单分子反应，双分子反应，三分子反应。分为：单分子反应，双分子反应，三分子反应。分为：单分子反应，双分子反应，三分子反应。分为：单分子反应，双分子反应，三分子反应。1 1、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应“反应分子数反应分子数反应分子数反应分子数”：第第23页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务24应该强调指出：应该强调指出：应该强调指出：应该强调指出：l反应分子数是针对反应分子数是针对反应分子数是针对反应分子数是针对基元反应基元反应基元反应基元反应而言。而言。而言。而言。l“简简简简单单单单反反反反应应应应”和和和和“复复复复合合合合反反反反应应应应”是是是是针针针针对对对对宏宏宏宏观观观观总总总总反应而言。这些概念不可混为一谈。反应而言。这些概念不可混为一谈。反应而言。这些概念不可混为一谈。反应而言。这些概念不可混为一谈。l四四四四分分分分子子子子以以以以上上上上反反反反应应应应，由由由由理理理理论论论论分分分分析析析析可可可可知知知知其其其其几几几几率率率率甚微，甚微，甚微，甚微，实际上至今还未发觉。实际上至今还未发觉。实际上至今还未发觉。实际上至今还未发觉。l绝大多数基元反应都是双分子反应。绝大多数基元反应都是双分子反应。绝大多数基元反应都是双分子反应。绝大多数基元反应都是双分子反应。1 1、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应、基元反应和复合反应第第24页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务25质量作用定律质量作用定律“试试试试验验验验证证证证实实实实，基基基基元元元元反反反反应应应应速速速速率率率率与与与与反反反反应应应应物物物物浓浓浓浓度度度度乘乘乘乘积积积积成成成成正正正正比比比比，而而而而且且且且各各各各浓浓浓浓度度度度项项项项指指指指数数数数就就就就是是是是基基基基元元元元反反反反应应应应式式式式中中中中各反应物质化学计量系数。各反应物质化学计量系数。各反应物质化学计量系数。各反应物质化学计量系数。”对任一基元反应对任一基元反应对任一基元反应对任一基元反应 a aA+A+b bBB y yY+Y+z zZ Z其速率公式均符合以下形式：其速率公式均符合以下形式：其速率公式均符合以下形式：其速率公式均符合以下形式：2、质量作用定律、质量作用定律第第25页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务262、质量作用定律、质量作用定律比如：基元反应比如：基元反应比如：基元反应比如：基元反应 2A+B2A+B3Y3Y其其其其正正正正向向向向反反反反应应应应速速速速率率率率用用用用A A消消消消耗耗耗耗速速速速率率率率表表表表示示示示，则则则则依依依依据据据据质质质质量作用定律：量作用定律：量作用定律：量作用定律：第第26页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务27l但但但但速速速速率率率率公公公公式式式式符符符符合合合合质质质质量量量量作作作作用用用用定定定定律律律律，不不不不一一一一定定定定就就就就是是是是简单反应，有可能是复合反应巧合。简单反应，有可能是复合反应巧合。简单反应，有可能是复合反应巧合。简单反应，有可能是复合反应巧合。实际该反应是一个复合反应，其机理为：实际该反应是一个复合反应，其机理为：实际该反应是一个复合反应，其机理为：实际该反应是一个复合反应，其机理为：I I2 2 2I2I HH22+2I+2I 2HI2HI 其中包含一步三分子反应。其中包含一步三分子反应。其中包含一步三分子反应。其中包含一步三分子反应。l简单反应一定遵从质量作用定律；简单反应一定遵从质量作用定律；简单反应一定遵从质量作用定律；简单反应一定遵从质量作用定律；2、质量作用定律、质量作用定律比如：比如：比如：比如：HH22+I+I2 2 2HI2HI注意：质量作用定律只适合用于基元反应注意：质量作用定律只适合用于基元反应注意：质量作用定律只适合用于基元反应注意：质量作用定律只适合用于基元反应第第27页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务28复复复复合合合合反反反反应应应应速速速速率率率率方方方方程程程程不不不不能能能能由由由由质质质质量量量量作作作作用用用用定定定定律律律律直直直直接接接接得得得得到。怎么来取得？到。怎么来取得？到。怎么来取得？到。怎么来取得？由试验确定，“反应速率经验表示式”比如卤化氢气相合成反应：比如卤化氢气相合成反应：比如卤化氢气相合成反应：比如卤化氢气相合成反应：HH22+I+I2 2 2HI2HI可见，三个反应虽有相同化学反应计量方程式，但因可见，三个反应虽有相同化学反应计量方程式，但因可见，三个反应虽有相同化学反应计量方程式，但因可见，三个反应虽有相同化学反应计量方程式，但因为反应机理不一样，反应速率方程不一样。为反应机理不一样，反应速率方程不一样。为反应机理不一样，反应速率方程不一样。为反应机理不一样，反应速率方程不一样。2、质量作用定律、质量作用定律HH22+Br+Br2 2 2HBr2HBrHH22+Cl+Cl2 2 2HCl2HCl第第28页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务291 1）能能能能够够够够知知知知道道道道哪哪哪哪些些些些组组组组分分分分以以以以怎怎怎怎样样样样关关关关系系系系影影影影响响响响反反反反应应应应速速速速率。率。率。率。上述由试验确定速率公式，虽是经验性，但有上述由试验确定速率公式，虽是经验性，但有上述由试验确定速率公式，虽是经验性，但有上述由试验确定速率公式，虽是经验性，但有很主要作用：很主要作用：很主要作用：很主要作用：2、质量作用定律、质量作用定律2 2）为化学工程设计合理反应器提供依据。）为化学工程设计合理反应器提供依据。）为化学工程设计合理反应器提供依据。）为化学工程设计合理反应器提供依据。3 3）为研究反应机理提供主要线索。）为研究反应机理提供主要线索。）为研究反应机理提供主要线索。）为研究反应机理提供主要线索。第第29页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务30若某一反应（若某一反应（若某一反应（若某一反应（不论是基元反应还是复合反应不论是基元反应还是复合反应不论是基元反应还是复合反应不论是基元反应还是复合反应）速率公式能够表示为：速率公式能够表示为：速率公式能够表示为：速率公式能够表示为：则各则各则各则各浓度项指数之和浓度项指数之和浓度项指数之和浓度项指数之和 3、反应级数、反应级数=kAB定义为反应定义为反应总总反应级数。反应级数。n=(a+b+)而而而而 a a、bb分别为组分分别为组分分别为组分分别为组分A A、BB分分分分反应级数。反应级数。反应级数。反应级数。第第30页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务313、反应级数、反应级数n不一定都是正整数，也可能是分数，不一定都是正整数，也可能是分数，0，负数。，负数。n=(a+b+)等等于于几几，就就是几级反应。是几级反应。n=1 一级反应一级反应n=2 二级反应二级反应n=3 三级反应三级反应n=1.5 1.5 1.5级反应级反应n=0 零级反应零级反应第第31页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务32HBrHBr合成反应合成反应合成反应合成反应HH22+Br+Br2 2 2HBr2HBr不符合速率表示式，不符合速率表示式，不符合速率表示式，不符合速率表示式，故无级数可言。故无级数可言。故无级数可言。故无级数可言。比如：比如：比如：比如：HIHI合成反应合成反应合成反应合成反应HH22+I+I2 2 2HI2HI3、反应级数、反应级数HClHCl合成反应合成反应合成反应合成反应HH22+Cl+Cl2 2 2HCl2HCl2 2级反应级反应级反应级反应1.51.5级级级级第第32页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务333、反应级数、反应级数l任何一个反应级数都是由试验确定。l基元反应能够直接应用质量作用定律。所以，单分子反应即为一级反应，双分子反应即为二级反应，三分子反应即为三级反应。只有这三种情况。l复合反应不但有一级、二级、三级反应，还能够有零级、分数级如1/2级、3/2级等反应，甚至速率方程中还会出现反应产物浓度项。l反应级数大小表示了浓度对反应速率影响程度，级数越大，则反应速率受浓度影响越大。说明：说明：说明：说明：第第33页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务34依据质量作用定律，基元反应速率公式：依据质量作用定律，基元反应速率公式：依据质量作用定律，基元反应速率公式：依据质量作用定律，基元反应速率公式：式中式中式中式中 k k 即为即为即为即为反应速率系数反应速率系数反应速率系数反应速率系数。4、反应速率系数、反应速率系数l对对对对于于于于指指指指定定定定反反反反应应应应，k k k k值值值值与与与与浓浓浓浓度度度度无无无无关关关关，而而而而与与与与反反反反应温度及催化剂相关。应温度及催化剂相关。应温度及催化剂相关。应温度及催化剂相关。l速速速速率率率率系系系系数数数数概概概概念念念念也也也也适适适适合合合合于于于于速速速速率率率率公公公公式式式式符符符符合合合合上上上上式式式式复复复复合反应。合反应。合反应。合反应。l值越大，则反应速率越快。值越大，则反应速率越快。值越大，则反应速率越快。值越大，则反应速率越快。第第34页页动画动画二级反应二级反应反应级数测定反应级数测定Arrhenius公式公式一级反应一级反应反应速率测定法反应速率测定法活化能活化能反应速率表示法反应速率表示法反应速率方程反应速率方程动力学目的任务动力学目的任务350 0级级级级:molmol dmd