第三章大气化学反应动力学
化工原理第二版下册答案
化工原理第二版下册答案化工原理是化学工程专业的基础课程，它包括了化学工程领域内的基本原理和基础知识。
本文档将围绕《化工原理第二版下册》中的答案进行详细解析和讲解，希望能够帮助学习者更好地理解和掌握化工原理的相关知识。
第一章，化工原理概述。
在化工原理概述部分，主要介绍了化工原理的基本概念、发展历程以及其在化学工程领域中的重要性。
学习者需要深入理解化工原理的内涵和外延，明确其在工程实践中的应用价值和意义。
此外，还需要了解化工原理与其他相关学科的关系，以及其在工程实践中的具体应用。
第二章，物质的基本性质。
物质的基本性质是化工原理中的重要内容之一，它包括了物质的组成、结构、性质以及相互转化规律等方面的内容。
学习者需要掌握物质的基本分类、性质参数的测定方法以及物质在化学工程过程中的应用。
此外，还需要了解物质的相变规律、热力学性质以及其在工程实践中的具体应用。
第三章，化学反应动力学。
化学反应动力学是化工原理中的重要内容之一，它包括了化学反应速率、反应机理以及影响反应速率的因素等方面的内容。
学习者需要掌握化学反应速率的表达式、反应速率常数的计算方法以及影响反应速率的因素。
此外，还需要了解反应动力学模型的建立方法、反应速率控制步骤以及其在工程实践中的具体应用。
第四章，流体力学。
流体力学是化工原理中的重要内容之一，它包括了流体的基本性质、流体流动规律以及流体在工程实践中的应用等方面的内容。
学习者需要掌握流体的基本性质参数、流体流动的基本方程以及流体在管道、泵站、阀门等设备中的流动规律。
此外，还需要了解流体的黏性、湍流、层流等特性以及其在工程实践中的具体应用。
第五章，传热学。
传热学是化工原理中的重要内容之一，它包括了传热的基本规律、传热方式以及传热设备的设计与应用等方面的内容。
学习者需要掌握传热的基本参数、传热方式的传热系数计算方法以及传热设备的设计原理。
此外，还需要了解传热的对流、辐射、传导等方式以及其在工程实践中的具体应用。
第三章 化学动力学2
设零级反应式为
A
B
重排后，得 积分
c
dcA 0 kcA k dt dcA kdt
dc
c0
A
k dt
0
t
t c A |c kt | c 0
0
得 或写成
c c0 kt c c0 kt
c0 t1 2k 2
(3 - 15) (3 - 16)
H2
N H NH 1 1 0.1mol L s 1 3 2
2 2 3
见例题3-1。
影响化学反应速度的因素。 3.4 浓度对反应速率的影响
3.4.1 基元反应和非基元反应 基元反应：反应物分子一步作用直接 转化成产物的反应。
非基元反应：反应物分子由两步或两步以上 作用转化成产物的反应。
【例】已知某反应的Ea = 70kJ· mol-1, 300 K时的k=0.1 s -1。试计算(1)400K时反应速
பைடு நூலகம்
率为原来的多少倍？(2)温度由1000K升到
1100K时，反应速率为1000K时的多少倍？ 解：(1)
k 400 70 1000 400 300 lg ( ) 3.05 k 300 8.314 2.303 400 300 k 400 1115( 倍 ) k 300
= J /V = Δn/(V×ν×Δt) = ΔC/(ν×Δt)
瞬时反应速率 V
：
= lim (ΔC/ν×Δt)
=(1/ν) ×dc/dt
一般的化学反应： a A + dD = gG
+ hH
CG C A CD CH a t d t g t h t
第三章 化学反应动力学的计算
第三章 化学反应动力学的计算化学反应的速度各不相同，有的反应速度极快，只要几个毫微秒就达到平衡(接近扩散速度，如无机酸碱中和)，有的反应速度极慢，几乎看不到变化(如自然界的某些变化)。
大部分有机化学反应可用常规方法测量，对某些快速反应则可用停留法、驰豫法等测量。
不论反应速度的快慢，动力学方程都是类似的。
一、化学反应动力学方程反应物浓度随时间的变化绝大部分不是线性关系，而是一条曲线，见图3-1。
反应速度公式可用微分方程来表示。
具有简单级数的化学反应的反应速度公式可用积分式表示：一级 如：0AA1Adc A C =a, -=k c dt 生成物：，㏑C A =㏑a –K 1t 二级 A+A →产物 C A 0=a 2A 2A 2A d c 11-k C , =+k t d t c a对于反应 1-1k k A B 这一可逆反应初始条件 t=0 a 0 时间t 时 t=t a-x x达到平衡时，B 的浓度为X e ，则可逆反应的速度积分式为： 级数：1-1 1-10k A A e e 1A -1B k 0e 0C =a dc x xA B=-k C +k C : =kt dt a x -xC =0ln 1-21-10Ak0A e e e B 1A -1B C k e e 0CC =a dc x ax +x(a-x )A B+C C =0=-k C +k C C : =kt dt 2a-x a(x -x)C =0ln 二、常微分方程的解化学反应动力学方程是用微分方程表示的，对于简单的反应，可直接求得微分方程的解。
微分方程：()(1)(,,,......)......(1)n n y f x y y y -'=在区间a<x<b 的解，是指()y x ϕ=,这样一个函数，在所述区间内存在导数()(),(),......()n x x x ϕϕϕ'''。
且对于区间a<x<b 内的每一个x ，等式(1)都成立。
化学反应动力学-3
k f [ A ] e [ B ] e k r [ C ] e [ D ] e
dd [A]tkf[A]B []kr[C]D []
= [A] - [A]e = [B] - [B]e = [C]e - [C] = [D]e- [D]
脉冲式:
阶跃式:
0 0
t0
0 0
t0
三、闪光光解和激光闪光光解 （Flash photolysis and laser flash photolysis ）
闪光光解：一种利用强闪光使分子发生光解 产生自由原子或自由基碎片，然后用光谱或 其它方法测定产生的碎片的浓度，并监测它 们随时间的衰变行为。
ddnitirdV ud[Ai] 达稳态时： dn i 0
dt
即： ird Vu[dAi]
dz
u [Ai] [Ai]+d[i]A
进一步写为：
dV VAdz
故有：
A
z
dz
d[A] [Ai](z)
i
u0
r [Ai](0)
i
即：
AZ
i1
0 s
b
N
2 (yi abxi)xi
i1
解上述代数方程可得：
_
_
a yb x
_ 1 N
x N i1 xi
_ 1 N
y N i1 yi
N
N
N
N xi yi xi yi
b
i1 N
i1 i1 N
N xi2 ( xi )2
温度突跃 1106 s-1
第三章 化学动力学基础
1 d pB υ ν B dt
（4）单位为mol· L-1· s-1
7
影响化学反应速率的内因是：反应物的本性。 影响化学反应速率的外因是：反应的各种条件， 主要包括反应物浓度、温度和催化剂
8
3.2浓度对反应速率的影响——速率方程式
3.2.1 化学反应速率方程 对于一般反应：aA+bByY+zZ 反应速率与反应物浓度间的定量关系为： =kc (A) c (B) 称为化学反应的速率定律或反应的速率方程式
1 k υ α β c Ac B
单位由反应级数而定: 零级反应k的单位为mol· L -1 · s-1, 一级反应k的单位为s-1， 二级反应k的单位为mol -1· L ·s-1 。 它是表征化学反应速率相对大小的物理量。大小 11 与浓度无关，但与温度有关。
2.反应级数 、——c (A)、 c(B)的指数，称为反应级数。 一般有， ≠a、 ≠b 如果=1，表示该反应对A物质为一级反应。 =2 表示该反应对B物质是二级反应。 +——反应总级数。 ★注意： 反应级数由实验确定。可以是零、正整数、分 数和负数。
35
活化络合物：指运动着的两种(或多种)反应物 分子逐渐接近并落入对方的影响范围之内而 形成的处于反应物与产物之间的一种结合状 态。例如下列反应中 NO+ O3─→O2+NO2 NO+ O3─→[O—NOO—O] ─→ O2+NO2 反应物转化为生成物的过程中，分子构型发生 连续变化，生成了活化络合物，它所处的状态 称为过渡状态。
15
3.2.3 确定化学反应速率方程的方法 ------初始速率法
其基本要点为： ①将反应物按不同的组成配制一系列混合物 ②先只改变一种反应物A的浓度，保持其它反 应物浓度不变 ③反应在某一温度下开始进行，记录一定时间间隔内 A的浓度变化，作出图cA-t，确定t=0时的瞬时速率。 若能得到至少两个不同cA条件下瞬时速率，就可确 定A的反应级数。 ④同样的方法，确定其它反应物的反应级数。 这种由反应物初始浓度的变化确定反应速率和 速率方程式的方法，称为初始速率法。
化学动力学
化学动力学化学动力学的概述化学反应动力学主要研究两方面的内容，一是化学反应进行的快慢即反应速率的研究，包括反应快慢的描述，影响反应速率的各种因素。
二是对反应机理的阐述，确定反应的历程，用所建立起来的理论来解释实验得到的结论。
化学反应进行的动力学描述 一、反应速率我们如何对一个反应进行的快慢进行描述呢，注意到反应进度ξ是描述一个反应进行程度的物理量，如果建立起来ξ与时间t 的关系，我们就可以确定出一个反应进行的快慢。
那么t∂∂ξ就可以用来衡量一个反应的快慢，称之为化学反应的转化速率。
我们常用的描述反应快慢的物理量是化学反应速率r=tV ∂∂ξ1，即单位体积内反应进度随时间的变化率。
对于上式，若V 不是t 的函，那么则可以放入微分号内，写成r=tc t V n t V BB B B ∂∂=∂∂=∂∂ννξ1)()(其中νB 表示化学计量数。
对于不同的物质来说νB 是不同的，若有反应αA →βB+γC ，我们定义r A = -tc A∂∂α1为A 的消耗速率，或r B = t c B ∂∂β1的生成速率。
需要注意的是，对于一个反应来说不同物质的化学反应速率是相同的，但是各自的生成（消耗）速率是不同的，与化学计量数成正比。
对于气相反应，我们还可以通过理想气体状态方程来写出它的用压力表示的速率表达式，以及换算关系。
二、速率方程我们确定了描述反应快慢的物理量——化学反应速率，那么这个速率与什么有关，具体的关系又是什么呢？这个关系就是速率方程。
对于反应αA+βB=γC+…来说，其速率方程为，r=k[c A ]a [c B ]b ，其中的r 为整个反应的化学反应速率，若针对某一具体的物质应为r A =k A [c A ]a [c B ]b ，其他物质的表达形式与之类似。
其中，k 称为速率常数，只与温度有关，a 和b 为对应浓度的指数，与α和β一般不等。
只有在基元反应中，才相等。
a+b 称为反应级数，对于任何一个能写成上述简单速率方程的表达式，都是成立的，无论基元反应还是非基元反应。
北大考研-环境科学与工程学院研究生导师简介-陈忠明
feedbackonPAN-NOxcycleandimplicationonradicalchemistry.AtmosphericChemistryandPhysics,1
0(2):737-748,2010
10.ChenZ.M.,JieC.Y.,LiS.,etal.Heterogeneousreactionsofmethacroleinandmethylvinylketone:kineti
PRIDE-PRD
’
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06,China:theirconcentration,formationmechanismandcontributiontosecondaryaerosols.Atmospheri cChemistryandPhysics,8(22):6755-6773,2008 12.ChenZ.M.,WangH.L.,ZhuL.H.,etal.Aqueousphaseozonolysisofmethacroleinandmethylvinylketo ne:apotentiallyimportantsourceofatmosphericaqueousoxidants.AtmosphericChemistryandPhysics, 8(8):2255-2265,2008 主要专著
ricChemistryandPhysics,12(19):8951-8962,2012
2.WangH.L.,HuangD.,ZhangX.,etal.Understandingtheaqueousphaseozonolysisofisoprene:distinctp
roductdistributionandmechanismfromthegasphasereaction.AtmosphericChemistryandPhysics,12(1
化学反应工程第三章
流入=流出+反应消耗
m ol 时间
dCA dCA 2 r D( ) r D( )出 K s C A (2 r x) dx dx
2
整理后：
2K S dCA dCA ( )出 ( )入 CA 0 dx dx Dr
当x 0 时
d 2 C A 2K S CA 0 2 Dr dx
dC A 0 dx
C AS M 1 M 2
dCA mx mx M1 m e M 2 m e dx
x 0 xL
m0
M 1e
;
mL1
M 2e
mL 2
M1 e 2 mL M2 C AS M2 M1 2 mL m2 ( 1) M 2 (e 1) M2 C AS e mL mL e e mL C AS e mL mL mL e e
解之：
1 K B PB 1 K B PB K A PA 1 b A 1 K B PB 1 K A PA 1 K A PA K B PB 1 ab 1 K B PB K A PA
K B PB 同理， B 1 K A PA K B PB
R S Kr A B
U KU V PU
V PS Ks s
1 A B R S V U
V PR V PS
KR KS V PR PS 1 K K B PB V A K B K R K S PB A
1 1 V 1 A B 1 K A PA K B PB 1 K i Pi
第三章化学动力学基础
第三章化学动力学基础1. 有A气体和B气体进行反应，若将A气体浓度增加一倍，速率增加400 %，若将B气体的浓度增加一倍，速率增加200%，试写出反应式。
2. 下列生成NO2的反应：2NO +。
2 —2NO2其反应速率表示式为v 二k[NO]2[O2]如果压力增加到原来的两倍，试计算速率之变化。
3. 在抽空的刚性容器中，引入一定量纯A气体，发生如下反应：A(g)——B(g) + 2C(g)。
设反应能进行完全，经恒温到323K时，开始计时，测定体系总压随时间的变化关系如下：求该反应级数及速率常数4. 若气体混合物体积缩小到原来的1/3，下列反应的初速率变化为多少?2SO2 + O2 > 2SO3的k = 1.35 105. 在308K 时，反应N2O5© —2NO2(g) +1/2O2(g)在318K时，k = 4.98 10「5，试求这个反应的活化能？6. CH3CHO 的热分解反应是：CH3CHO(g) > CH4(g) + CO(g)在700K 时，k=0.0105，已知Ea=188.1kJ mol-二试求800K 时的k。
7. 已知HCI(g)在1atm和25C时的生成热为一88.2kJ mol"，反应H2(g) + Cl 2(g) = 2HCI(g)的活化能为112.9kJ mol_1。
试计算逆反应的活化能。
8. 某一个化学反应，当温度由300K升高到310K时，反应速率增加了一倍，试求这个反应的活化能。
9. 某化学反应，在300K时，20min内反应完成了50%,在350K时，5min内反应完成了50%，计算这个反应的活化能。
10. 已知在320 C时反应SO2Cl2(g) > SO2(g)+Cl 2(g)是一级反应，速率常数为2.2 10「5S「试求：(1)10.0gSO2 Cl2分解一半需多少时间？(2)2.00gSO2Cl2经2h之后还剩多少克？39kJmo「S当人发烧到313K时,11. 在人体内，被酵母催化的某生化反应的活化能为此反应的速率常数增大到多少倍？催化剂12. ---------------------------------------------------------- 蔗糖催化水解C12H22O11+H2O* 2C6H12O6是一级反应，在25 C速率常数为5.7 10电"。
化学反应工程第三章
5
• 对于平推流反应器，在恒温下进行，其 n 设计式为： x 1 x 1
P
n 1 kcA0 A A dxA * 0 1 xA
A
• 对于全混流反应器，在恒温下进行，其 n 设计式为： xA 1 A xA m n 1 • kcA0 1 xA • 二式相除，当初始条件和反应温度相同 n 时： 1 A xA
12
• 对任意第i釜中关键组分A作物料衡算。 • 对恒容、定常态流动系统，V0不变， V • V ，故有：
Ri 0 i
cA 0 xAi xAi 1 cAi 1 cAi i rA i rA i
• 对于N釜串联操作的系统，总空间时间：
1 2 N
0 VR FA
A2
xA 1
rA
• 式中，F’A0是一个虚拟的值，它由两部分 组成，新鲜进料FA0和循环回来的物流V3 中当转化率为0时应当具有的A的摩尔流 率。即： 0 V1cA 0 V0 V3 cA 0 FA
26
• 由此得到循环反应器体积：
dxA VR 1 FA 0 xA 2 r 1 A
35
36
反应器组合
• 为了使得反应器组的总体积最小，设计 这样一组反应器，在这组反应器中，反 应大部分控制在最高速率点或接近最高 速率点处进行。为此，可使用一个全混 釜式反应器，它可以不必经过较低反应 速率的中间组成，而直接控制在最高速 率组成下操作。然后再由平推流反应器 完成最终反应
cA 0 cP 0 cA cP c0
cP cA 0 cP 0 cA
30
• A组分的消耗速率为：
3气固多相反应动力学基础
7.动力学参数有那些
速率常数，反应级数，指前因子和活化能
第三章 催化反应动力学
本次课内容和要求
1.速率控制步骤 2.推导表面过程动力学方程时的两种方法 (平衡浓度法和稳定浓度法 3.化学反应、吸附和脱附为控制步骤的动力学方程 4.不存在控制步骤的动力学方程
5.两步机理模型
掌握速率控制步骤的内涵
要 掌握由表面反应,吸附或脱附分别为速控步骤时的速率方程
K为速率常数，α1、α2等为级数
第三章 催化反应动力学
3.3理想吸附层的速率方程
双曲线式方程有以下或类似的形式
此式描述的是SO2的氧化，其中A，B为常数，K为反应的平衡常数 基元过程一般服从Arrehnius定律
其中A为指前因子，E为活化能 •在总包反应情况下，总反应速率常数有时在形式上遵从 Arrehnius定律，此时所对应的E称为表观活化能，表观活 化能是否有具体的物理意义视情况而定
ห้องสมุดไป่ตู้
第三章 催化反应动力学
第三章气固多相催化反应动力学基础
[教学难点]
1. 两步机理模型的两个假定，三个定理 2. 反应区间的识别
[主要内容]
1. 多相催化反应过程和表面质量作用定律 2. 化学反应，吸附和脱附为控制步骤的动力学方程 3. 两步机理模型的两个假定，三个定理 4. 外扩散和内扩散对反应动力学的影响 5. 外扩散和内扩散阻滞效应的识别
第三章 催化反应动力学
3.1多相催化反应过程
• 研究气固多相反应动力学，从实用的角度说， 为工业催化过程确定最佳生产条件，为反应器 的设计打基础
• 从理论上说，是为认识催化剂的特性提供依据， 因为催化剂的动力学参量是催化剂化学特性的 重要依据。这些参量是现有催化剂改进以及新 型催化剂设计的依据
无机及分析化学(第三章化学动力学基础)
反应机理
讨论的问题：一个反应是如何进行的？ 1）基元反应与复杂反应（非基元反应） ▲ 反应物分子直接碰撞而发生的化学反应 称为基元反应，它是一步完成的反应。 • 由一个基元反应构成的化学反应称为简单 反应。 • ▲ 由两个或两个以上的基元反应构成的 化学反应称为非基元反应或复合反应。 • ▲ 由一个基元反应构成的化学反应并不 多，因此，一个化学反应方程式，除非特别 注明，都属于化学计量方程式，而不代表基 元反应。 • 例如：
基元反应的化学反应速率方程：
式中：k为反应速度常数 CA、CB为物质A、B的浓度 a为A物质的反应级数 b为B物质的反应级数 a + b则为整个反应的级数。 当： a = 1时，对A物质是1级反应 b = 1时，对为B物质是1级反应 a+b = n时，则整个反应为n级反应。
1）速率常数k
▲上式中的比例系数k称为速率常数。 ▲ k的物理意义：单位浓度时的反应速率。 ▲速率常数 k 取决于反应的本性，其它条 件相同时快反应通常有较大的速率常数； ▲速率常数k与浓度无关； ▲ k 是温度的函数，温度升高， k 值增大。
• 解：求Ea，已知k1 、k2 T1和T2，利用下式：
即可求得Ea；同理，利用给定的条件和求得的 Ea，则可求得速度常数k。
4 反应速率理论和反应机理简介
定量地描述温度、浓度对反应速率影响的速率方程式和 Arrehenius方程都是实验事实的总结，反应为什么能进行，活化 能的本质和物理意义是什么，等等问题靠实验事实不能解决，需 要我们讨论反应速率理论。
可见，总反应（或一般的化学计量反应是由若 干个基元反应组成的。
2）反应的控速步骤（Rate - contralling step)
任何一个复杂反应都是由多个基元反应组成的，
化学反应动力学模型的构建与应用
化学反应动力学模型的构建与应用第一章前言化学反应动力学是研究化学反应速率和机理的分支学科。
它对于揭示和优化化学反应过程、控制反应速率以及设计合成新材料等方面有着重要的作用。
化学反应动力学模型是一种数学模型，它能够描述化学反应过程的速率和机理，为化学反应过程的探究和优化提供了重要的理论依据。
本文将围绕化学反应动力学模型的构建与应用展开，首先介绍化学反应动力学的基本概念和研究方法，然后重点讲解化学反应动力学模型的构建方法和不同类型的模型，最后探究化学反应动力学模型在实际应用中的作用和发展前景。
第二章化学反应动力学的基本概念和研究方法化学反应动力学主要研究的是化学反应速率和反应机理。
化学反应速率描述的是单位时间内反应物消耗或产物生成的速率。
反应速率可以由反应物浓度的变化率来表示，并受到反应温度、方法、溶液浓度、催化剂等因素的影响。
反应机理则是描述化学反应发生过程中的分子碰撞、化学键形成和断裂、中间物形成和消失等过程的机理。
化学反应动力学的研究方法主要有实验和理论两种。
实验方法包括描绘速率规律的瞬态方法和测定动力学参数的稳态方法，其中稳态方法又分为初始速率法、半衰期法和等时方法。
理论方法则是通过建立数学模型来描述化学反应过程和机理的变化。
化学反应动力学模型是理论方法的一种实现形式，它将反应速率和反应机理等信息转换为数学公式，并求解出反应过程的变化规律。
第三章化学反应动力学模型的构建方法化学反应动力学模型的构建方法分为经验方法和理论方法两类。
经验方法是指通过对大量实验数据的分析和归纳得到的模型，如Arrhenius公式、Michaelis-Menten方程等。
理论方法则是通过基于化学反应机理的方程式和动力学参数来构建模型，如Langmuir-Hinshelwood模型、Eley-Rideal模型等。
构建化学反应动力学模型的步骤包括：确定反应机理和反应速率、建立动力学方程、确定动力学参数、验证模型的可靠性。
化学反应原理综合教案：结合课件、实验、练习等资源,全方位教学
化学反应原理综合教案：结合课件、实验、练习等资源，全方位教学第一章：化学反应基本概念1.1 化学反应与化学变化引导学生理解化学反应与化学变化的概念及区别。
通过实例分析，让学生掌握化学反应的基本特征。
1.2 化学反应的类型讲解化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应的定义及特点。
通过PPT展示各类反应的实例，加深学生对反应类型的理解。
1.3 化学反应的计量数讲解化学反应中物质的摩尔概念。
引导学生运用化学方程式计算反应物与物的物质的量。
第二章：化学反应速率与化学平衡2.1 化学反应速率讲解化学反应速率的定义及表示方法。
分析影响化学反应速率的因素，如浓度、温度、压强等。
2.2 化学平衡讲解化学平衡的概念及特征。
引导学生理解平衡常数及其应用。
2.3 化学反应速率和化学平衡的应用通过实例分析，让学生掌握化学反应速率和化学平衡在实际问题中的应用。
第三章：化学反应动力学3.1 化学反应动力学基本概念讲解化学反应动力学的定义及研究内容。
引导学生理解反应速率与时间的关系。
3.2 零级反应、一级反应和二级反应讲解零级反应、一级反应和二级反应的定义及特点。
通过实例分析，让学生掌握各类反应的计算方法。
3.3 化学反应动力学的应用通过实例分析，让学生了解化学反应动力学在工业生产、药物研发等领域的应用。
第四章：化学实验技能4.1 化学实验基本操作讲解化学实验的基本操作，如称量、溶解、过滤等。
演示实验操作步骤，让学生掌握实验技能。
4.2 化学实验方案设计引导学生掌握化学实验方案设计的方法。
通过实例分析，让学生学会编写化学实验报告。
4.3 化学实验安全与环保讲解化学实验安全的基本知识。
引导学生关注化学实验过程中的环保问题。
第五章：化学反应与生活5.1 生活中的化学反应分析生活中常见的化学反应现象，如饮食、洗涤剂等。
引导学生了解化学反应在生活中的应用。
5.2 化学反应与能源讲解化学反应在能源领域的应用，如燃烧、电池等。
引导学生关注化学反应与能源开发的关系。
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化学法
化学法的要点：当取出样品后，必须立即冻结 反应，即要使反应不再继续进行，并尽可能快 地测定浓度。
冻结的方法：骤冷、冲稀、加阻化剂、移走催 化剂等。
优点：设备简单，可直接测得浓度
缺点：在没有合适的冻结反应的方法时，很 难测得指定时刻的浓度，因而往往误差很大。
12
物理法
可利用的物理性质有：压力、体积、旋光度、折 光率、电导、电容率、颜色、光谱等。
依据反应分子数的不同，基元反应可区分为单分子反应、双 分子反应和三分子反应。
基元反应
A P
反应分子数 单分子反应
A B P
双分子反应
2A B P
三分子反应
反应分子数是针对基元反应而言的，表示反应微观过程的特
征。简单反应和复合反应是针对宏观总反应而言的。
16
§3.２ 反应速率式
一、反应速率的经验表达式 二、反应级数 三、质量作用定律 四、速率常数
反应机理：反应机理又称为反应历程。组成宏观总反应的基 元反应的总合。在有些情况下，反应机理还要给出所经历的 每一步的立体化学结构图。
简单反应：仅由一种基元反应组成的总反应。
复合反应：由两种或两种以上的基元反应组成的总反应。
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反应分子数
反应分子数：对于基元反应，直接作用所必需的反应物微观 粒子（分子、原子、离子、自由基）数。
化学动力学的目的：为了能控制反应的进行，使反应按人 们所希望的速率进行，并得到人们所希望得到的产品。
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二、反应速率的表示法
反应速率：化学反应进行的快慢程度。目前，国际上 普遍采用以反应进度随时间的变化率来定义反应速率J
dξ J = dt
按照反应进度的定义
1
dξ= νi dni
1
J = νi
dni dt
a dt b dt g dt h dt
[i]=Ci=ni/V 参加反应的物质的浓度
在参加反应的物质中，选用任何一种，反应速率的值都
是相同的。
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三、反应速率的实验测定
反应速率的实验测定实际上就是测定不同时刻反应物或产 物的浓度。
在浓度随时间变化的图上，在
时间t 时，作交点的切线，就 得到 t 时刻的瞬时速率。显
解决变化的方向、限度及变 学：
化过程的能量转化。
解决变化的速率及分析变
化的具体过程。
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一、化学动力学的目的和任务
化学热力学的研究对象：研究化学变化的方向和限度问题
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，但无法预料反应能否发生？反应的速率如何？反
应的机理如何？
1 2
N2
3 2
H2
NH3 (g)
例如：H2 + Cl2 → 2HCl总反应要经历四个反应才 能实现。
Cl2 M 2Cl M Cl H2 HCl H H Cl2 HCl Cl 2Cl M Cl2 M
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基本概念
总反应：计量方程式仅表示反应的总效果，称为总反应。 基元反应：由反应物分子（或离子、原子、自由基等）直接 作用而生成新产物的反应。基元反应不仅是反应物分子直接 作用，而且必须是生成新产物的过程。
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对化学变化
H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l)； ΔrGm°(298.15K)= -237.13kJ·mol-1
NO(g) + 1/2 O2(g) = NO2(g)； ΔrGm°(298.15K)= - 35.25kJ·mol-1
变化的可能性-化学热力学： 变化的现实性-化学动力
优点：迅速而且方便，特别是可以不中止反应、 不需取样，可进行连续测定，便于自动记录。
缺点：由于测量浓度时通过间接关系，如果反 应系统由副反应或少量杂质对所测量的物理性质 有较灵敏的影响时，易造成较大的误差。
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四、反应机理的概念
许多化学反应并不是按照计量方程式一步完成的， 而是要经历一系列具体步骤才能实现。
第三章 大气化学反应动力学
• 大气化学反应的主要特征？ • 大气化学反应的分类？
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第三章 大气化学反应动力学
• 主要特征：由于太阳辐射和大气的氧化性，各种 反应主要以光解和自由基氧化的形式进行
• 大气化学反应可分为：气相、液相和颗粒物表面 反应
• 意义：判断关键反应，有效控制大气污染
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§3.1 引言
该定义的反应速率与物质的选择无关，而且无论反应进行
的条件如何，总是严格的、正确的。
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反应速率的表示法
对于体积一定的密闭体系，常用单位体积的反应速率r
表示 。
r
=
J V
=
1 V
dξ dt
=
1
Vνi
dni dt
=
1
νi
dci dt
=
1
νi
d[i] dt
对于任意化学反应
r 1 dA 1 dB 1 dG 1 dH
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一、反应速率的经验表达式
反应速率方程又称动力学方程，它表明了反应速率与浓度 等参数之间的函数关系或浓度等参数与时间的函数关系。 速率方程可表示为微分式或积分式。
微分形式 r = f (ci) 积分形式 ci=f ( t )
由实验确定的速率公式都是经验公式。经验公式有很重 要的作用
一、化学动力学的任务和目的 二、反应速率的表示法 三、反应速率的实验测定 四、反应机理的概念
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动力学与热力学联系
• 热力学：研究反应过程的可能性 • 动力学：研究反应过程的现实性
热力学上不能发生的过程，在现实中一定不能发生， 研究其动力学没有意义。 热力学研究无限缓慢的可逆过程，故不考虑时间因素， 所以热力学上可以发生的过程只是现实可能发生的过 程，不是必然发生的。
H2பைடு நூலகம்
1 2
O2
H2O(l)
rGm$ / kJ mol1 16.63 237.19
化学热力学解决反应的可能性问题，能否实现反应还需由
化学动力学来解决。
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化学动力学的目的和任务
化学动力学是研究化学反应速率的科学。
化学动力学的基本任务：研究各种因素（如反应系统中各 物质的浓度、温度、催化剂、光、介质……）对反应速率 的影响，揭示化学反应如何进行的机理；研究物质的结构 与反应性能的关系。
然，反应刚开始，速率大，然 后不断减小，体现了反应速率 变化的实际情况。
R P
rR
d[R] dt
rp
d[P] dt
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反应速率的实验测定
测定不同时刻各物质浓度的方法有两种： 化学法。用化学分析法来测定不同时刻反应物
或产物的浓度，一般用于液相反应。
物理法。这种方法的基点在于测量与某种物质浓 度呈单值关系的一些物理性质随时间的变化，然后 换算成不同时刻的浓度值。