均相反应动力学基础优秀课件
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对于反应：aA+bB=rR+sS，若无副反应，则反应物与 产物的浓度变化应符合化学计量式的计量系数关系，可 写成：
(rA)b a(rB)a r(rr)a s(rS)
或可说，我们用不同的着眼组分来描述化学反应速 率，那么反应速率与计量系数之比是相等的。
rA rB rr rs a b rs
若以浓度表示则为：
表2－1
表2－1列举了一些不同反应的动力学方程，式中浓度项的 幂次有的与计量系数不一致，是因为有的是单一反应有的 是复合反应。
分子数：
对于基元反应：aA+bB=rR+sS
(rA)kAc AcB
• 分子数：基元反应中反应物分子或离子的个数。 对于基元反应来讲α,β必须是正整数，α+β是基
元反应的分子数，不能大于3（根据碰撞理论 ，α+β的取值不能大于3，必须是一个小于等 于3的正整数）。
,
(
mol m3
s
)
式中kA称作反应速率常数；α、β是反应级数。
对于(恒容)气相反应，由于分压与浓度成正比，也可 用分压来表示。
(r)1dA nkPP A V dt p A B
注意各参数的量纲单位要一致 ，若分压的单位为Pa，
则kp的单位：
mol
(
m3
s
) Pa
2）双曲型动力学方程 如：氢气与溴反应生成溴化氢
ห้องสมุดไป่ตู้rA
1 V
dnA dt
由（于单反位应体而积消） A物 耗（质 的 间 单)的位量时
我们选中哪个组分求反应速率，就称做是着眼组分
rA V 1d dA n , trB V 1d dBn ,trR V 1d dRn t
式中r A取负值表示反应物消失的速率
因为反应物在化学反应过程中不断消耗，所以为
避免反应速率出现负值，在反应速率前加个负号。而
均相反应动力学基础
2·1 概 述
化学计量方程
化学反应方程如：N2+3H2=2NH3 化学计量方程为：2NH3-2N2-3H2=0
一般式：aA+bB+cC+…=0 a,b,c…称为计量系数，对产物为正，反应物为负。
化学计量方程仅仅表示了参与反应的各物质间的量的变化 关系，并不代表实际反应历程(反应机理)。
通常规定计量系数之间不含1以外的任何公因子，以避免计 量方程的不确定性。
单一反应和复合反应 单一反应：只用一个化学计量方程可以表示出反应体系的计 量关系 的反应。 复合反应：是有几个反应同时进行的用几个动力学方程才能 描述的反应。
常见的复合反应有
A
RA
R
SA
R
S
S
T
平行反应 连串反应
平行连串反应
反应级数――指动力学方程中浓度项的幂数，如式中的
α和β，
α和β分别称作组分A和组分B的反应级数α+β=n，n是
基元反应的总反应级数。
(rA)kAc AcB
,
(
mol m3
s
)
A
R与2A 2R意义不同，前者 –rA=kACA
后者 –rA=kACA2
非基元反应：
aA+bB=rR+Ss
(rA)kAc AcB
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)。
第一步 链引发 第二步 链传递 对于化学反应的机理的研究是困难 的： 中间物种浓度低、寿命短捕捉困难， 又不具备正常化合物的性质，就算 捕捉到也难测定。∴反应机理就有一 定的不确定性。我们是通过实验求 动力学参数，反过来验证机理是否 反正确，是正确的往往称做本征动 力学方程。 如果已知反应机理，则可根据一定 的假设，推导出反应的速率方程。
(rHBr)
kc c1/2 1 H2 Br2
k2
c HBr
/cBr2
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
计量方程
计量方程仅表示参与反应的 各物质间的量的变化关系与 实际反应历程（反应机理） 无关
反应历程 （机理）
整个反应为非基元反应而每 一步都是一个基元反应。基 元反应中反应物分子或离子 的个数称为分子数。左边的 反应中除第一步反应的分子 数是1其它都是2
第二章 均相反应动力学基础
2·1 概 述 • 均相反应－－在均一液相或气相中进行的反应 • 均相反应动力学是解决均相反应器的选型、操
作与设计计算所需的重要理论基础 • 研究均相反应的首先掌握反应动力学
第二章 均相反应动力学基础
1、化学反应速率及其表示
对于均相反应aA+bB=rR+sS反应速率定义为：
1dcA1dBc1dRc1dSc a dt b dt r dt s dt
冪数型动力学方程和双曲型动力学方程 1）幂数型动力学方程
aA+bB=rR+sS反应速率定义为：
实验研究得知，均相反应速率取决于物料的浓度和温度， 反应速率符合下述方程，称之为冪数型动力学方程，是 经验方程。
(rA)kAc AcB
α+β=n，n为非基元反应的总反应级数，取值可以是小于或
等于3的任何数，α和β的值与计量系数a和b的值无关。 取值是通过实验测定的。
注意：区分反应级数和反应的分子数。
相同点：非基元反应中的反应级数与基元反应中的分子数
，取值n≤3；α、β仍称做反应物A或B的反应级数。
不同点：非基元反应n的取值还可以是负数、0、小数； 分子数是专对基元反应而言的，非基元过程因为不反映直
计量方程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。计量方程与实际反 应历程一致，则称该反应为基元反应，反之为非基元反 应。
基元反应--计量方程与实际反应历程一致；非基元反应— 计量方程与实际反应历程不一致的 。 例如：氢气与氮气合成氨-非基元反应；
氢气与溴生成溴化氢-非基元反应；
若A为产物则为：
rA
1 V
dnA dt
对于物料体积变化较小的反应，液相反应即使不是
等摩尔反应体积变化也都很小都可以看做是恒容反应，
即可视为恒容反应，V可视作恒定值，则n/V=cA 反应 速率还可用浓度表示V直接除到微分式里，摩尔数除以
体积就是摩尔浓度c反应式就变的更简单。
(rA)ddcAt,(m m3os)l 前提是恒容反应
接碰撞的情况，故不能称作单分子或双分子反应。 动力学方程也可用分压表示
对于：aA+bB=rR+sS
(r)k PP
A
A,P A B
可逆反应速率方程的表示
对于：aA+bB rR+sS
( rA )kA c A B B kA cR B S
(rA)b a(rB)a r(rr)a s(rS)
或可说，我们用不同的着眼组分来描述化学反应速 率，那么反应速率与计量系数之比是相等的。
rA rB rr rs a b rs
若以浓度表示则为：
表2－1
表2－1列举了一些不同反应的动力学方程，式中浓度项的 幂次有的与计量系数不一致，是因为有的是单一反应有的 是复合反应。
分子数：
对于基元反应：aA+bB=rR+sS
(rA)kAc AcB
• 分子数：基元反应中反应物分子或离子的个数。 对于基元反应来讲α,β必须是正整数，α+β是基
元反应的分子数，不能大于3（根据碰撞理论 ，α+β的取值不能大于3，必须是一个小于等 于3的正整数）。
,
(
mol m3
s
)
式中kA称作反应速率常数；α、β是反应级数。
对于(恒容)气相反应，由于分压与浓度成正比，也可 用分压来表示。
(r)1dA nkPP A V dt p A B
注意各参数的量纲单位要一致 ，若分压的单位为Pa，
则kp的单位：
mol
(
m3
s
) Pa
2）双曲型动力学方程 如：氢气与溴反应生成溴化氢
ห้องสมุดไป่ตู้rA
1 V
dnA dt
由（于单反位应体而积消） A物 耗（质 的 间 单)的位量时
我们选中哪个组分求反应速率，就称做是着眼组分
rA V 1d dA n , trB V 1d dBn ,trR V 1d dRn t
式中r A取负值表示反应物消失的速率
因为反应物在化学反应过程中不断消耗，所以为
避免反应速率出现负值，在反应速率前加个负号。而
均相反应动力学基础
2·1 概 述
化学计量方程
化学反应方程如：N2+3H2=2NH3 化学计量方程为：2NH3-2N2-3H2=0
一般式：aA+bB+cC+…=0 a,b,c…称为计量系数，对产物为正，反应物为负。
化学计量方程仅仅表示了参与反应的各物质间的量的变化 关系，并不代表实际反应历程(反应机理)。
通常规定计量系数之间不含1以外的任何公因子，以避免计 量方程的不确定性。
单一反应和复合反应 单一反应：只用一个化学计量方程可以表示出反应体系的计 量关系 的反应。 复合反应：是有几个反应同时进行的用几个动力学方程才能 描述的反应。
常见的复合反应有
A
RA
R
SA
R
S
S
T
平行反应 连串反应
平行连串反应
反应级数――指动力学方程中浓度项的幂数，如式中的
α和β，
α和β分别称作组分A和组分B的反应级数α+β=n，n是
基元反应的总反应级数。
(rA)kAc AcB
,
(
mol m3
s
)
A
R与2A 2R意义不同，前者 –rA=kACA
后者 –rA=kACA2
非基元反应：
aA+bB=rR+Ss
(rA)kAc AcB
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)。
第一步 链引发 第二步 链传递 对于化学反应的机理的研究是困难 的： 中间物种浓度低、寿命短捕捉困难， 又不具备正常化合物的性质，就算 捕捉到也难测定。∴反应机理就有一 定的不确定性。我们是通过实验求 动力学参数，反过来验证机理是否 反正确，是正确的往往称做本征动 力学方程。 如果已知反应机理，则可根据一定 的假设，推导出反应的速率方程。
(rHBr)
kc c1/2 1 H2 Br2
k2
c HBr
/cBr2
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
计量方程
计量方程仅表示参与反应的 各物质间的量的变化关系与 实际反应历程（反应机理） 无关
反应历程 （机理）
整个反应为非基元反应而每 一步都是一个基元反应。基 元反应中反应物分子或离子 的个数称为分子数。左边的 反应中除第一步反应的分子 数是1其它都是2
第二章 均相反应动力学基础
2·1 概 述 • 均相反应－－在均一液相或气相中进行的反应 • 均相反应动力学是解决均相反应器的选型、操
作与设计计算所需的重要理论基础 • 研究均相反应的首先掌握反应动力学
第二章 均相反应动力学基础
1、化学反应速率及其表示
对于均相反应aA+bB=rR+sS反应速率定义为：
1dcA1dBc1dRc1dSc a dt b dt r dt s dt
冪数型动力学方程和双曲型动力学方程 1）幂数型动力学方程
aA+bB=rR+sS反应速率定义为：
实验研究得知，均相反应速率取决于物料的浓度和温度， 反应速率符合下述方程，称之为冪数型动力学方程，是 经验方程。
(rA)kAc AcB
α+β=n，n为非基元反应的总反应级数，取值可以是小于或
等于3的任何数，α和β的值与计量系数a和b的值无关。 取值是通过实验测定的。
注意：区分反应级数和反应的分子数。
相同点：非基元反应中的反应级数与基元反应中的分子数
，取值n≤3；α、β仍称做反应物A或B的反应级数。
不同点：非基元反应n的取值还可以是负数、0、小数； 分子数是专对基元反应而言的，非基元过程因为不反映直
计量方程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。计量方程与实际反 应历程一致，则称该反应为基元反应，反之为非基元反 应。
基元反应--计量方程与实际反应历程一致；非基元反应— 计量方程与实际反应历程不一致的 。 例如：氢气与氮气合成氨-非基元反应；
氢气与溴生成溴化氢-非基元反应；
若A为产物则为：
rA
1 V
dnA dt
对于物料体积变化较小的反应，液相反应即使不是
等摩尔反应体积变化也都很小都可以看做是恒容反应，
即可视为恒容反应，V可视作恒定值，则n/V=cA 反应 速率还可用浓度表示V直接除到微分式里，摩尔数除以
体积就是摩尔浓度c反应式就变的更简单。
(rA)ddcAt,(m m3os)l 前提是恒容反应
接碰撞的情况，故不能称作单分子或双分子反应。 动力学方程也可用分压表示
对于：aA+bB=rR+sS
(r)k PP
A
A,P A B
可逆反应速率方程的表示
对于：aA+bB rR+sS
( rA )kA c A B B kA cR B S