一级反应动力学、二级反应动力学基本原理ppt课件
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最新第11章反应动力学基础ppt课件
• 等分子反应：计量方程中计量系数的代数和等于零， 膨胀因子为0。
• 非等分子反应：计量系数的代数和非为零（可正、可
负），A物质膨胀因子如下 APQ AAB
膨胀因子的计算
• 例题：已知某反应反应计量式如下：A+2B=3C+4D B物质的膨胀系数
B342 122
D物质的膨胀系数
D344 121
计算膨胀因子的意义
A A B B P P Q Q
• 计量方程：表示参与反应的各组分量的变化，与反应
历程无关。 A M A B M B P M P Q M Q
• 计量方程中M表示各组分的摩尔质量
膨胀因子的计算
• 每消耗1mol的某反应物所引起的反应系统总物质的量
的变化量(δ)称为该反应物的膨胀因子。
A(nn0)nA 0nA
反应速率的定义
• 单位时间单位体积反应层中某组分的反应量或生成量
ri
1 V
dni dt
• 对于简单反应 A P
rA
dnA Vdt
rP
dnP Vdt
• rA 视为一整体
气-固相反应的反应速率
以固体催化剂的质量(m)、表面积(S)、颗粒体积(Vp)为
基准的反应速率
rA
dnA Vdt
m、S、Vp
(－rA)V=(－rAm)m= (－rAs)S= (－rAVp)Vp
rAm,rAs,rAVp
• 【例题11.3.1】某气固相催化反应在一定温度和浓度 条件原料A的反应速率为 rA m3.0 1 3 0 m/o s[g l催 ( 化 )。] 剂 已知催化剂填充层的填充密度为 ＝ 1.20g/cm 3，填充层
空隙率 ＝0.40 。试分别计算以反应层体积和催化剂
• 非等分子反应：计量系数的代数和非为零（可正、可
负），A物质膨胀因子如下 APQ AAB
膨胀因子的计算
• 例题：已知某反应反应计量式如下：A+2B=3C+4D B物质的膨胀系数
B342 122
D物质的膨胀系数
D344 121
计算膨胀因子的意义
A A B B P P Q Q
• 计量方程：表示参与反应的各组分量的变化，与反应
历程无关。 A M A B M B P M P Q M Q
• 计量方程中M表示各组分的摩尔质量
膨胀因子的计算
• 每消耗1mol的某反应物所引起的反应系统总物质的量
的变化量(δ)称为该反应物的膨胀因子。
A(nn0)nA 0nA
反应速率的定义
• 单位时间单位体积反应层中某组分的反应量或生成量
ri
1 V
dni dt
• 对于简单反应 A P
rA
dnA Vdt
rP
dnP Vdt
• rA 视为一整体
气-固相反应的反应速率
以固体催化剂的质量(m)、表面积(S)、颗粒体积(Vp)为
基准的反应速率
rA
dnA Vdt
m、S、Vp
(－rA)V=(－rAm)m= (－rAs)S= (－rAVp)Vp
rAm,rAs,rAVp
• 【例题11.3.1】某气固相催化反应在一定温度和浓度 条件原料A的反应速率为 rA m3.0 1 3 0 m/o s[g l催 ( 化 )。] 剂 已知催化剂填充层的填充密度为 ＝ 1.20g/cm 3，填充层
空隙率 ＝0.40 。试分别计算以反应层体积和催化剂
第五讲-化学动力学——化学反应速率、反应机理PPT课件
在化学反应中，某物质的浓度（物质的量浓度）
随时间的变化率称反应速率。反应速率只能为正 值，且并非矢量。
1、平均速率
用单位时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度
的增加来表示。
=
c
t
当△c为反应物浓度的变化时，取负号；△c为生
成物浓度的变化时，取正号
只能描述在一定时间间隔内反应速率的大致情况
-
在活着的有机物体内，有一部分碳元素为稳定同 位素碳-12，还有一小部分是放射性同位素碳-14。 生物活着时通过呼吸来补充碳-14，而当某种植 物或动物死亡后，其体内的碳-14就开始衰变 （一级反应），但稳定同位素碳-12的含量不会 变。在已知碳-14衰变速度的前提下（碳-14的半 衰期为5730年），可以通过测量样品中的碳-14 衰变的程度来计算出样品的年代。
-
25
一、化学反应速率
1、浓度对反应速率的影响
（5）一级反应及其特点
凡反应速率与反应物浓度一次方成正比的反应， 称为一级反应，其速率方程可表示为：
积分上式可得：
当上式t =可0表时示，为c =：c0（起始浓度），则B = lnc0。故
或
或
-
26
一、化学反应速率
1、浓度对反应速率的影响
4
一、化学反应速率
（一）反应速率及其表示方法
2、瞬时速率
若将观察的时间间隔△t缩短，它的极限是△t 0 ， 此时的速率即为某一时刻的真实速率—— 瞬时速 率：
对于下面的反应来说，a A+ b B = g G+ h H 其反应速率可用下列任一表示方法表示：
-
5
一、化学反应速率
（一）反应速率及其表示方法
在基元步骤中，发生反应所需的最少分子数目称 为反应分子数。根据反应分子数可将反应区分为 单分子反应、双分子反应和三分子反应三种，如：
一级反应动力学、二级反应动力学基本原理
- that is, when the reactants are first mixed 3、初始速率：t=0时即反应物最初混合时的瞬时速率，
Rate Laws 速率定律
Rate law = a mathematical function describing the turnover rate of the compound of interest as a function of the concentrations of the various species participating in the reaction
2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)
Rate of reaction
=
-
1 2
[N2O5] t
=
1 [NO2] 4 t
=
[O2] t
பைடு நூலகம்
• Rate may be expressed in three main ways: •反应速率主要有以下三个表达方式： 1. Average reaction rate: a measure of the change in concentration with time
Further Reading (Chapter 3 in Hobbs)
• Rate of reaction is typically measured as the change in concentration (moles/L) with time 反应速率通常通过浓度(mol/L)随时间的变化来测量 This change may be a decrease or an increase •改变可能是增加的也可能是减小的 • Likewise the concentration change may be of reactants or products 同样，改变浓度的物质可能是反应物也可能是生成物
Rate Laws 速率定律
Rate law = a mathematical function describing the turnover rate of the compound of interest as a function of the concentrations of the various species participating in the reaction
2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)
Rate of reaction
=
-
1 2
[N2O5] t
=
1 [NO2] 4 t
=
[O2] t
பைடு நூலகம்
• Rate may be expressed in three main ways: •反应速率主要有以下三个表达方式： 1. Average reaction rate: a measure of the change in concentration with time
Further Reading (Chapter 3 in Hobbs)
• Rate of reaction is typically measured as the change in concentration (moles/L) with time 反应速率通常通过浓度(mol/L)随时间的变化来测量 This change may be a decrease or an increase •改变可能是增加的也可能是减小的 • Likewise the concentration change may be of reactants or products 同样，改变浓度的物质可能是反应物也可能是生成物
一级反应动力学、二级反应动力学基本原理ppt课件
Further Reading (Chapter 3 in Hobbs)
• Rate of reaction is typically measured as the change in concentration (moles/L) with time 反应速率通常通过浓度(mol/L)随时间的变化来测量 This change may be a decrease or an increase •改变可能是增加的也可能是减小的 • Likewise the concentration change may be of reactants or products 同样，改变浓度的物质可能是反应物也可能是生成物
Rate of reaction
=-
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 a
[A] t
=-
1 b
[B] t
=
1 c
[C] t
=
1 d
[D] t
• Note the use of the negative sign •注意负号的使用
- rate is defined as a positive quantity 反应速率被定义为正量
R a t e=c o n t c ie m n e t r c a h t a io n n g e c h a n g e
反应速率=△浓度/△时间
R ate=___ in __ [p _ r_ od _u _ c _ ts_ ]___=____ in __ [r_ e_ ac _ ta _n _ t_ s]__ changeintim e changeintim e
2NO2 (g) 2NO(g) + O2(g) CO2 + H2O H2CO3
• Rate of reaction is typically measured as the change in concentration (moles/L) with time 反应速率通常通过浓度(mol/L)随时间的变化来测量 This change may be a decrease or an increase •改变可能是增加的也可能是减小的 • Likewise the concentration change may be of reactants or products 同样，改变浓度的物质可能是反应物也可能是生成物
Rate of reaction
=-
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 a
[A] t
=-
1 b
[B] t
=
1 c
[C] t
=
1 d
[D] t
• Note the use of the negative sign •注意负号的使用
- rate is defined as a positive quantity 反应速率被定义为正量
R a t e=c o n t c ie m n e t r c a h t a io n n g e c h a n g e
反应速率=△浓度/△时间
R ate=___ in __ [p _ r_ od _u _ c _ ts_ ]___=____ in __ [r_ e_ ac _ ta _n _ t_ s]__ changeintim e changeintim e
2NO2 (g) 2NO(g) + O2(g) CO2 + H2O H2CO3
化学反应动力学(全套课件582P)
r 1 d[A] 1 d[B] 1 d[C] 1 d[D] a dt b dt c dt d dt
或 r 1 d[Ri ]
i dt
对于气相反应，也可用压力表示反应速率：
rP
1 a
dPA dt
1 b
dPB dt
1 c
dPC dt
1 d
dPD dt
或：
rP
1
i
dPRi dt
对于理想气体： Pi ci RT
化学反应动力学
课程属性： 学科基础课 学时/学分：60/3
教 材:
《 Chemical Kinetics and Dynamics 》 J. I. Steinfeld, et al, 1999 ( Prentice Hall )
参考书 ：
1《化学反应动力学原理》（上、下册） 赵学庄编 （高等教育出版社）
k = 2×104
k = 1×10-2
§1-2 反应速率的定义
( Definition of the Rate of a Chemical Reaction ) 若一个反应的化学计量式如下：
(1) a A + b B c C + d D 或写为： (2) 0 = iRi
式(2) 中,
Ri：反应物和产物。 i： 化学计量系数, 它对于反应物为负,
1 给定乙醛的初始浓度, 测定不同反应时间 的反应速率及乙醛浓度，从而确定反应的 反应级数。
则反应速率 与[CH3CHO]的平方成正比， 即称其时间级数为二级的。
2 以乙醛的不同初始浓度进行实验, 测 定不同初始浓度下的反应速率，从 而确定反应级数。
则反应速率与乙醛的初始浓度的一 次方成正比，即称其浓度级数为一 级的。
或 r 1 d[Ri ]
i dt
对于气相反应，也可用压力表示反应速率：
rP
1 a
dPA dt
1 b
dPB dt
1 c
dPC dt
1 d
dPD dt
或：
rP
1
i
dPRi dt
对于理想气体： Pi ci RT
化学反应动力学
课程属性： 学科基础课 学时/学分：60/3
教 材:
《 Chemical Kinetics and Dynamics 》 J. I. Steinfeld, et al, 1999 ( Prentice Hall )
参考书 ：
1《化学反应动力学原理》（上、下册） 赵学庄编 （高等教育出版社）
k = 2×104
k = 1×10-2
§1-2 反应速率的定义
( Definition of the Rate of a Chemical Reaction ) 若一个反应的化学计量式如下：
(1) a A + b B c C + d D 或写为： (2) 0 = iRi
式(2) 中,
Ri：反应物和产物。 i： 化学计量系数, 它对于反应物为负,
1 给定乙醛的初始浓度, 测定不同反应时间 的反应速率及乙醛浓度，从而确定反应的 反应级数。
则反应速率 与[CH3CHO]的平方成正比， 即称其时间级数为二级的。
2 以乙醛的不同初始浓度进行实验, 测 定不同初始浓度下的反应速率，从 而确定反应级数。
则反应速率与乙醛的初始浓度的一 次方成正比，即称其浓度级数为一 级的。
一级反应动力学、二级反应动力学基本原理
一级反应动力学、二级反应动力学 基本原理
目 录
• 一级反应动力学基本原理 • 二级反应动力学基本原理 • 一级反应动力学的应用 • 二级反应动力学的应用 • 一级与二级反应动力学的比较
01 一级反应动力学基本原理
定义与公式
定义
一级反应是指反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应 。
公式
rate = k[C]^1，其中rate是反应速率，[C]是反应物浓度，k是 速率常数。
速率常数与半衰期
速率常数
表示反应速率与反应物浓度关系的常 数，k越大，反应速率越快。
半衰期
是指反应物浓度降低到初始值一半所 需的时间，与k成反比。
动力学图谱
速率曲线图
表示反应速率随时间变化的曲线图， 可以直观地展示一级反应的动力学特 征。
活化能
表示分子达到活化状态所需的最小能 量，对于一级反应，活化能与速率常 数k成正比。
细胞代谢
总结词
细胞代谢中的一级反应动力学主要关注酶促 反应的动力学特征，这些特征决定了细胞内 物质转化的速率和过程。
详细描述
在细胞代谢中，一级反应动力学可以帮助我 们理解酶促反应的速率和机制，从而更好地 调控细胞内的代谢过程。这对于药物设计和 生物工程等领域具有重要意义。
04 二级反应动力学的应用
化学反应
总结词
二级反应动力学在化学反应中有着广泛的应 用，它可以帮助我们理解反应速率与反应物 浓度的关系，从而优化化学反应过程。
详细描述
在化学反应中，反应速率常数和反应物浓度 是影响反应进程的关键因素。二级反应动力 学模型描述了反应速率与反应物浓度的关系 ，通过调整反应条件，如温度、压力和反应 物浓度，可以提高化学反应的效率和产物的
第六章 化学反应动力学
υA
υB
υY
υZ
A、B的消耗速率 Y、Z的生成速率
即： v ? ? vA ? ? vB ? vL ? vM
?A ?B ?L ?M
?结论：不同物质的消耗速率或生成速率，与该物质 的化学计量系数的绝对值成正比。
例如:
N2(g) ? 3H2 (g) ? 2NH3 (g)
反应物消耗速率为 :
vN2
?
?
dcN2 dt
② 反应的 t1/2与cA,0 成反比
1 t1/ 2 ? kcA,0
③ 1/cA～t 为直线关系， 1/cA
由直线的斜率可求 k。
t
(2) 有两种反应物的情况 aA+bB ? 产物
若实验确定其微分速率方程为
?
d cA dt
?
k A cAcB
积分求解需找出 cA与cＢ的关系，分如下几种 情况考虑：
(i) a=b，且cA,0= cB,0 ，则任意时刻 cA= cB ，于
υA
?
?
dcA dt
?
kc
0
A
?
k
积分:
? ? ?
d c C A
C A ，0
A
?
ktBiblioteka dt0cA,0 ? cA ? kt
动力学特征
(1) k 的单位是：浓度 ?时间-1； (2) cA与 t 成线性关系； (3) t1/2 = cA,0 /2k，半衰期正比于反应物的初浓
度，即 t1/2∝cA,0 。
各级反应的动力学特征可作为确定反应级数的依据
1 H 2 ? 2 O 2 ? H 2O (l)
需一定的 T，p和催化剂
点火，加温或催化剂
化学动力学发展简史
化学反应工程PPT课件
行分析的基本依据。
2.1.2 均相反应动力学方程
解：将Arrhenius式取对数，则有
ln
k
E RT
ln
k0
由式可见，lnk与1/T之间为线性关系。整理表2.1-1中数据可得
B
-7.2
-7.4
lnk
-7.6
-7.8
-8.0
-8.2
-8.4
2.30
2.32
2.34
2.36
2.38
2.40
2.42
2.1 基本概念及术语
2.1-4 反应速率方程
一、函数形式
r f (T , P, cA, cB......)
（1）双曲函数型 由反应机理导出，常用于反应机理分析。 （2）幂函数型 由质量作用定律得到，函数中的参数需通过实验测定， 常用于工程计算。 二、动力学方程
设一均相不可逆反应 动力学方程
aA bB pP
代入动力学方程整理得
cR0 cR0+cA0xA
dxA dt
(k1
k2
cR0 cA0
)
(k1
k2
)
xA
可逆反应的计算中常引入化学平衡数据，这里假设
（1）
（1）
表2-2-2列出其它可逆反应的速率方程的积分形式。要求能够根据 具体反应正确选择方程式进行计算。
2.2-3 均相催化反应
A+C
R+ C
（2-2-30）
-rA
特点：有一最大反应速率
cM0/2
cA
对式（2-2-30）微分，并令其导数等于零，得到最大反应速率及
对应的反应物浓度
《反应动力学基础》课件
实验结果。
B
C
D
结果应用与展望
探讨实验结果在实际生产和科研中的应用 前景和价值，同时提出进一步的研究方向 和展望。
结果比较与验证
将实验结果与已有的研究结果进行比较和 分析，验证实验结果的可靠性和准确性。
06
反应动力学的应用
在化学工业中的应用
化学反应过程优化
反应动力学基础能够帮助我们理解化学反应过程，从而优化反应 条件，提高产物的收率和选择性。
动力学的微分方程。
质量作用定律
02 根据质量作用定律，推导出反应速率与反应物质浓度
的关系式，进而得到微分方程。
平衡常数的影响
03
考虑平衡常数对反应速率的影响，将平衡常数纳入微
分方程的推导过程中。
微分方程的解法
分离变量法
通过分离变量法，将微分方程转化为多个常微分方程，简化求解 过程。
积分因子法
利用积分因子法，消除微分方程中的积分项，从而得到方程的解。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是反应速率方程中的比例系数，表示反应速率 的大小。
详细描述
反应速率常数是化学动力学中的一个重要参数，它是反应速 率方程中的比例系数。它表示了在一定条件下，反应速率的 大小。反应速率常数越大，反应速率越快；反之，则越慢。
反应机理
总结词
反应机理是描述化学反应过程中各步骤的详细过程的模型。
详细描述
反应速率描述了化学反应的快慢程度，通常用单位时间内反应物或生成物的浓 度变化来表示。在单位时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加量即为 该反应的反应速率。
反应速率方程
总结词
反应速率方程是用来描述反应速率与反应物浓度的关系的数学表达式。
详细描述
B
C
D
结果应用与展望
探讨实验结果在实际生产和科研中的应用 前景和价值，同时提出进一步的研究方向 和展望。
结果比较与验证
将实验结果与已有的研究结果进行比较和 分析，验证实验结果的可靠性和准确性。
06
反应动力学的应用
在化学工业中的应用
化学反应过程优化
反应动力学基础能够帮助我们理解化学反应过程，从而优化反应 条件，提高产物的收率和选择性。
动力学的微分方程。
质量作用定律
02 根据质量作用定律，推导出反应速率与反应物质浓度
的关系式，进而得到微分方程。
平衡常数的影响
03
考虑平衡常数对反应速率的影响，将平衡常数纳入微
分方程的推导过程中。
微分方程的解法
分离变量法
通过分离变量法，将微分方程转化为多个常微分方程，简化求解 过程。
积分因子法
利用积分因子法，消除微分方程中的积分项，从而得到方程的解。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是反应速率方程中的比例系数，表示反应速率 的大小。
详细描述
反应速率常数是化学动力学中的一个重要参数，它是反应速 率方程中的比例系数。它表示了在一定条件下，反应速率的 大小。反应速率常数越大，反应速率越快；反之，则越慢。
反应机理
总结词
反应机理是描述化学反应过程中各步骤的详细过程的模型。
详细描述
反应速率描述了化学反应的快慢程度，通常用单位时间内反应物或生成物的浓 度变化来表示。在单位时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加量即为 该反应的反应速率。
反应速率方程
总结词
反应速率方程是用来描述反应速率与反应物浓度的关系的数学表达式。
详细描述
最新第2章化学反应动力学ppt课件
当吸附和脱附达到动态平衡时有：rrard0
按照理想吸附层模型，净吸附速率为
r k ap A (1 rA ) rak d rA d0
上式称为Langmuir吸附（模型）速率方程， ka和kd 为吸附速 率常数和脱附速率常数。
A ka A
kd
化学吸附理论
rApAfAex p R E T kfAexpR EdT
理想吸附层模型
真实吸附层模型
r k ap A (1 A ) k dAr k r a a p A r e d x p ( gA ) k d e x p (hA )
气固相催化反应本征动力学
理想吸附层等温方程
当吸附达到平衡时
r r a r d 0 r a r d k a p A ( 1 A ) k d A
（2）双曲型动力学方程
如：氢气与溴反应生成溴化氢
(rHB)rk2k1C CH H2C B/B 1rC /22rB2r
实验得知 H2＋Br2
2HBr
此反应系由以下几个基元反应组成：
实验得知H2和Br2反应生成溴化氢反应由几个基元反应组成
反应历程 （机理）
化学计量式仅表示参与反应的各物质间的量的变化关系，与实 际反应历程(反应机理无关)。
( 2 ) k 410 k 400
100000 10
e 8 .314 400 410
2 .1
( b ) E 2 150 kJ / mol
(1 ) k 310 k 300
E 21
k 0 e 310 R E2 k 0 e 300 R
E 2 300 310
e 7 R 300 310
气固相催化反应本征动力学
例如：有如下一A反应 B R
A ArA kaApAV kdAA B BrB kaBpBV kdBB A B R r kSAB kSRV R RrR kdRR kaRpRV 其中V为表面空白活性位，且 V＝1－A B R
按照理想吸附层模型，净吸附速率为
r k ap A (1 rA ) rak d rA d0
上式称为Langmuir吸附（模型）速率方程， ka和kd 为吸附速 率常数和脱附速率常数。
A ka A
kd
化学吸附理论
rApAfAex p R E T kfAexpR EdT
理想吸附层模型
真实吸附层模型
r k ap A (1 A ) k dAr k r a a p A r e d x p ( gA ) k d e x p (hA )
气固相催化反应本征动力学
理想吸附层等温方程
当吸附达到平衡时
r r a r d 0 r a r d k a p A ( 1 A ) k d A
（2）双曲型动力学方程
如：氢气与溴反应生成溴化氢
(rHB)rk2k1C CH H2C B/B 1rC /22rB2r
实验得知 H2＋Br2
2HBr
此反应系由以下几个基元反应组成：
实验得知H2和Br2反应生成溴化氢反应由几个基元反应组成
反应历程 （机理）
化学计量式仅表示参与反应的各物质间的量的变化关系，与实 际反应历程(反应机理无关)。
( 2 ) k 410 k 400
100000 10
e 8 .314 400 410
2 .1
( b ) E 2 150 kJ / mol
(1 ) k 310 k 300
E 21
k 0 e 310 R E2 k 0 e 300 R
E 2 300 310
e 7 R 300 310
气固相催化反应本征动力学
例如：有如下一A反应 B R
A ArA kaApAV kdAA B BrB kaBpBV kdBB A B R r kSAB kSRV R RrR kdRR kaRpRV 其中V为表面空白活性位，且 V＝1－A B R
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Further Reading (Chapter 3 in Hobbs)
• Rate of reaction is typically measured as the change in concentration (moles/L) with time 反应速率通常通过浓度(mol/L)随时间的变化来测量 This change may be a decrease or an increase •改变可能是增加的也可能是减小的 • Likewise the concentration change may be of reactants or products 同样，改变浓度的物质可能是反应物也可能是生成物
Wikipedia
Pseudo first order reactions 伪一级反应
• pseudo-first order: concentration of one reactant remains essentially constant over time (often because it is in large excess compared to the other reactant)
• 伪一级动A力+ B反®应C：+一D种反应物剩余的浓度基本不变 （经常由dA于=它-k与[ A其][他B]物质相比，浓度过量） dt
dA = -k '[A] where k ' = k[B] dt
B浓度不变
ln[A] = ln[A]0 - k 't
Reaction Mechanism反应机理
• Often we write a chemical reaction 我们经 常写化学反应式
Kinetics动力学
•Thermodynamics determines whether and in which direction a reaction will happen, and what the concentrations of constituents are involved in the reaction •热力学决定了反应是否发生、反应的方向以及参与到反应之 中的物质浓度问题。 •Kinetics say how fast a reaction happens, sequence of steps in the reaction, and some of the factors that control the rates of reactions •动力学则说明反应发生的速率有多快、反应步骤的顺序以及 控制反应速率的一些因素
R a t e=c o n t c ie m n e t r c a h t a io n n g e c h a n g e
反应速率=△浓度/△时间
R ate=___ in __ [p _ r_ od _u _ c _ ts_ ]___=____ in __ [r_ e_ ac _ ta _n _ t_ s]__ changeintim e changeintim e
“m”指关于物质A的反应级数，由实验确定。
“k” = rate coefficient (or specific reaction rate coeff.); determined for a specific reaction at a specific temp
“K”=速率常数（或特定的速率系数），由特定温度下的具体反应 确定
• Rate has units of moles per liter per unit time - M s-1, M h-1
速率的单位是摩尔每升每单位时间，如M s-1、M h-1 Consider the hypothetical reaction 对于这个假设的反应
aA + bB cC + dD • We can write
“很多反应随着时间的增加反应速率逐渐减小？，因为反应物浓
度减小会降低反应速率”
Hobbs (2000)
A ===> products Rate Laws
-
dA
=
k
Reaction
× [ A]m
rate
dt
“m” indicates the order of the reaction with respect to species “A”. Determined experimentally.
2NO2 (g) 2NO(g) + O2(g) CO2 + H2O H2CO3
A second-order reaction depends on the concentrations of one second-order reactant, or two first-order reactants. 二级动力反应取决是否有一个二级反应物或者两个一级反应物？ Write rate law for above equations:
Wikipedia
Second Order Reaction 二级动力反应
- dA = k"[A]2 dt
• If ink”t + 1/[A]o – Inverse concentration linear in time – 浓度的倒数和时间程线性关系
Rate of reaction
=-
1 a
[A] t
=-
1 b
[B] t
=
1 c
[C] t
=
1 d
[D] t
• Note the use of the negative sign •注意负号的使用
- rate is defined as a positive quantity 反应速率被定义为正量
Rate Laws
A + B + C ===> products
dA = -k ×[A]m ×[B]n ×[C]o dt
“m, n, o” indicate the order of the reaction with respect to each species; determine experimentally
• Unimolecular 单分子反应 • CaCO3 Ca2+ + CO32• Bimolecular 双分子反应 • CO2 + H2O H2CO3 • Termolecular 三分子反应
2 FeS2 + 3 O2 + 2 H2O 2 Fe3+ + 4H2SO4 • No four or more molecule processes have been
t½ = 0.693 / k
Example of 1st order reaction 1级动力反应范例
H2O2 (l) H2O(l) + 1/2O2(g)
If a reaction has a single reactant and the value of the exponent is one, then it is said to be a first-order reaction. 如果反应物只有一种，而且指数为1，那么称这种反应为一级动 力反应 Write rate law for above equation:
1、平均反应速率：浓度随时间变化的度量 2. Instantaneous rate: rate of change of concentration at any particular instant during the Reaction
2、瞬时速率：反应过程中某一特定瞬间的浓度变化速率 3. Initial rate: instantaneous rate at t = 0
Plot of second order reaction 2级动力反应图
[A]
time
Half lives are not constant with time for second order reactions 二级反应动力学反应物质的半衰期随时间推移变化
t½ = 1 / k [Ao]
Example of 2nd order reaction 二级动力反应范例
- that is, when the reactants are first mixed 3、初始速率：t=0时即反应物最初混合时的瞬时速率，
Rate Laws 速率定律
Rate law = a mathematical function describing the turnover rate of the compound of interest as a function of the concentrations of the various species participating in the reaction
速率定律：用来描述相关的化合物的转化速率的数学函数，即各 种参与反应的物质的浓度的函数
May or may NOT have a theoretical basis可能有或没有 理论基础
“Many reactions occur at a decreasing rate with increasing time because the reaction rate diminishes as the concentrations of the reactants diminish”
• How we write it is often not how it happens • 但是我们所写的通常不是它如何发生的 • Many kinds of reaction mechanisms • 有很多反应的机理
Single Step (Elementary) Reaction Process 单步（基本）反应过程
• Simple to write 书写简单 • Unimolecular H2CO3 H+ + HCO3-
• Rate of reaction is typically measured as the change in concentration (moles/L) with time 反应速率通常通过浓度(mol/L)随时间的变化来测量 This change may be a decrease or an increase •改变可能是增加的也可能是减小的 • Likewise the concentration change may be of reactants or products 同样，改变浓度的物质可能是反应物也可能是生成物
Wikipedia
Pseudo first order reactions 伪一级反应
• pseudo-first order: concentration of one reactant remains essentially constant over time (often because it is in large excess compared to the other reactant)
• 伪一级动A力+ B反®应C：+一D种反应物剩余的浓度基本不变 （经常由dA于=它-k与[ A其][他B]物质相比，浓度过量） dt
dA = -k '[A] where k ' = k[B] dt
B浓度不变
ln[A] = ln[A]0 - k 't
Reaction Mechanism反应机理
• Often we write a chemical reaction 我们经 常写化学反应式
Kinetics动力学
•Thermodynamics determines whether and in which direction a reaction will happen, and what the concentrations of constituents are involved in the reaction •热力学决定了反应是否发生、反应的方向以及参与到反应之 中的物质浓度问题。 •Kinetics say how fast a reaction happens, sequence of steps in the reaction, and some of the factors that control the rates of reactions •动力学则说明反应发生的速率有多快、反应步骤的顺序以及 控制反应速率的一些因素
R a t e=c o n t c ie m n e t r c a h t a io n n g e c h a n g e
反应速率=△浓度/△时间
R ate=___ in __ [p _ r_ od _u _ c _ ts_ ]___=____ in __ [r_ e_ ac _ ta _n _ t_ s]__ changeintim e changeintim e
“m”指关于物质A的反应级数，由实验确定。
“k” = rate coefficient (or specific reaction rate coeff.); determined for a specific reaction at a specific temp
“K”=速率常数（或特定的速率系数），由特定温度下的具体反应 确定
• Rate has units of moles per liter per unit time - M s-1, M h-1
速率的单位是摩尔每升每单位时间，如M s-1、M h-1 Consider the hypothetical reaction 对于这个假设的反应
aA + bB cC + dD • We can write
“很多反应随着时间的增加反应速率逐渐减小？，因为反应物浓
度减小会降低反应速率”
Hobbs (2000)
A ===> products Rate Laws
-
dA
=
k
Reaction
× [ A]m
rate
dt
“m” indicates the order of the reaction with respect to species “A”. Determined experimentally.
2NO2 (g) 2NO(g) + O2(g) CO2 + H2O H2CO3
A second-order reaction depends on the concentrations of one second-order reactant, or two first-order reactants. 二级动力反应取决是否有一个二级反应物或者两个一级反应物？ Write rate law for above equations:
Wikipedia
Second Order Reaction 二级动力反应
- dA = k"[A]2 dt
• If ink”t + 1/[A]o – Inverse concentration linear in time – 浓度的倒数和时间程线性关系
Rate of reaction
=-
1 a
[A] t
=-
1 b
[B] t
=
1 c
[C] t
=
1 d
[D] t
• Note the use of the negative sign •注意负号的使用
- rate is defined as a positive quantity 反应速率被定义为正量
Rate Laws
A + B + C ===> products
dA = -k ×[A]m ×[B]n ×[C]o dt
“m, n, o” indicate the order of the reaction with respect to each species; determine experimentally
• Unimolecular 单分子反应 • CaCO3 Ca2+ + CO32• Bimolecular 双分子反应 • CO2 + H2O H2CO3 • Termolecular 三分子反应
2 FeS2 + 3 O2 + 2 H2O 2 Fe3+ + 4H2SO4 • No four or more molecule processes have been
t½ = 0.693 / k
Example of 1st order reaction 1级动力反应范例
H2O2 (l) H2O(l) + 1/2O2(g)
If a reaction has a single reactant and the value of the exponent is one, then it is said to be a first-order reaction. 如果反应物只有一种，而且指数为1，那么称这种反应为一级动 力反应 Write rate law for above equation:
1、平均反应速率：浓度随时间变化的度量 2. Instantaneous rate: rate of change of concentration at any particular instant during the Reaction
2、瞬时速率：反应过程中某一特定瞬间的浓度变化速率 3. Initial rate: instantaneous rate at t = 0
Plot of second order reaction 2级动力反应图
[A]
time
Half lives are not constant with time for second order reactions 二级反应动力学反应物质的半衰期随时间推移变化
t½ = 1 / k [Ao]
Example of 2nd order reaction 二级动力反应范例
- that is, when the reactants are first mixed 3、初始速率：t=0时即反应物最初混合时的瞬时速率，
Rate Laws 速率定律
Rate law = a mathematical function describing the turnover rate of the compound of interest as a function of the concentrations of the various species participating in the reaction
速率定律：用来描述相关的化合物的转化速率的数学函数，即各 种参与反应的物质的浓度的函数
May or may NOT have a theoretical basis可能有或没有 理论基础
“Many reactions occur at a decreasing rate with increasing time because the reaction rate diminishes as the concentrations of the reactants diminish”
• How we write it is often not how it happens • 但是我们所写的通常不是它如何发生的 • Many kinds of reaction mechanisms • 有很多反应的机理
Single Step (Elementary) Reaction Process 单步（基本）反应过程
• Simple to write 书写简单 • Unimolecular H2CO3 H+ + HCO3-