《化学动力学初步》PPT课件

解： (1) 由表中数据，当c(NO)保持不变，c(O2)增大至2倍，r 增大至原来的2倍,即反应速率r与c(O2)成正比，当c(O2)不变， c(NO) 增大至2倍，r增大至原来的4倍，即反应速率r与
解：（1）根据
lgct(In)lgc0(In)2.3 k03t
（2）
lg c t(In ) lg 8 .2 3 1 0 3 1 .0 2 0 .3 0 1 3 0 3 2 4 0 2 .1 9
c t(In ) 6 .4 7 1 0 3 m o lL 1
lnc0(A )lnct(A )kt
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任一个化学反应 a A+ b B ══ g G + h H
r = kcAm•cBn
化学反应速率方程，又称速率方程 (一般通过实验建立)
● 定量说明反应速率与反应物浓度的关系 ● 比例系数 k 称为速率常数
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2. 速率常数(rate equation) ----- k
c(NO)/mol·L-1
c (O2) /mol·L-1
r/mol·L-1·S-1
0.0020
0.0010
2.8×10-5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.0040
0.0010
1.1×10-4
0.0020
0.0020
5.6×10-5
(1)写出反应速率方程式：
(2)计算25℃时速率常数k：
(3)c0(NO) = 0.0030 mol·L-1 ，c0(O2) = 0.0015 mol ·L-1时的初始 速率为多少？
意义：反应物单位浓度时的反应速率
k具有以下几点特征：
（1）k取决于反应的本性，快反应的k值较大， 慢反应的k值较小 （2）k与浓度无关 （3）k 随温度而变化，温度升高k值通常增大； 温度不变，k值为定值 （4） k 的单位随浓度指数的不同而不同
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3. 反应级数 (order of reaction)
第5章 化学动力学初步
主要讨论化学反应的速率及影响反应速率的因素 。
第一节 化学反应速率
一、化学反应速率的定义及表示方法
反应速率 :以单位时间内某一反应物浓度的减少或生成物 浓度的增加来表示。 ◆ 单位：mol·L-1·s-1; mol·L-1·min-1;
mol·L-1·h-1
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平均速率和瞬时速率
(二级完整反版课应件p)pt
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三、 有关速率方程的计算
●化学反应过程中，浓度与时间的定量关系，通常利 用速率方程来计算
一级反应
A ══ C + D
r dc(A) dt
r kc(A)
dc(A) kc(A) dt
dc(A) kdt c( A)
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dc(A) kdt c( A)
化学反应 aA + bB = dD + eE
r = kcAm•cBn
注意：
m、n分别为反应物 A、B 的反应级数； 总反应级数为： m+n
（1）反应级数可以是正整数，是分数，零
（2）反应级数的大小，表示浓度对反应速率的影响程 度，级数越大，速率受浓度的影响越大
（3）速率方程中，m不一定等于a，n不一定等于b， m、n值由实验确定
第二节 浓度对反应速率的影响
一、 化学反应速率方程
1. 速率方程 (rate equation)
定义： 用来表示反应速率与反应物浓度之间定量 的关系式叫速率方程
恒温下的化学反应速率，主要决定于反应物浓 度。浓度越大，反应速率越快。
2N2O5＝4NO2 ＋ O2
r＝k·c(N2O5)
速率方程，k为速率常数
用不同组成的K2S2O8和KI的混合物进行实验，得到不同 浓度下反应的初始速率，所得数据
编号 1 2 3
c(S2O82-) 0.038 0.076 0.076
c(I-) 0.060 0.060 0.030
r 1.4×10－5 2.8×10－5 1.4×10－5
速率方程为：r = k c(S2O82-) c(I-)
mol-2·L2·s-1
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二、 速率方程的建立
一个化学反应的速率方程必须由实验确定。通常用初始速 率法确定化学反应的速率方程
初始速率：一定条件下反应开始时的瞬时速率。初始速 率常常也是反应的最大速率
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如： K2S2O8（aq）+ 3 KI（aq）══
2 K2SO4（aq）+ KI3（aq）
令t＝0时c0(A)为初始浓度；t = t时的浓度为ct (A)
dc( A) c( A)
kdt
lnct(A )lnc0(A ) kt
lnct(A )lnc0(A )kt
lgct(A)lgc0(A)2.3k03t
浓度对数与时 间为线性关系
一级反应
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例： 75 ℃时在稀HCl溶液中InCl歧化反应是一级反应： 3 In+(aq) ═ 2 In(s) + In3+(aq), k = 1.00×10-3 s-1，如果In+的初 始浓度为8.23×10-3 mol·L-1。计算4.0 min之后In+的浓度。当 In+浓度是开始时的一半，则需要多少时间（以t1/2表示）？
ln co(A) ln2kt ct (A)
t1 / 2
0.693 k
t1/2
0.693 1.00103
693s
当反应物 A 的转化率为50%时 所需的反应时间称为半衰期,
对于一级反应，半衰期t1/2与完整初版课始件p浓pt 度无关
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例：25℃，2 NO(g) + O2(g) = 2 NO2(g)时的实验数据如下：
（4）零级，速率与浓度无关；一级，速率与浓度成正
比；二级，速率与浓度平方成正比
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k 的单位取决于反应级数， k单位为：[mol/L]1-(m+n)[t]-1
反应级数 0 1 2
速率方程 r=k r=kc r = k c2
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r = k c3
速率常数单位 mol·L-1·s-1 s-1 mol-1·L·s-1
则平均速率为
(A)
=-
∆c(A) ∆t
(B)
=
-
∆c(B) ∆t
(C)
=
∆c(C) ∆t
(D)
=
∆c(D) ∆t
◆瞬时速率：某一时刻的反应速率. 即时间间隔Δt趋于无限小 时的平均速率的极限
瞬时速率通常用作图的方法求出
-----(c-t曲线的斜率)
r 1d c A ad t
1d c B 1d c G 1d c H 完b 整版d 课t件ppt gd t hd t 2