物理化学第六章 化学动力学基础
化学动力学基础-PPT课件
如：aA + bB = gG + dD 为基元反应，
则:
rkacAcbB
质量作用定律数学表达式。★ （a+b）称为反应级数
k 称为反应速率常数，与温度、催化剂等
反应条件有关，而与反应物浓度无关。
反应机理：表示一个反应是由哪些基元反应组成 或从反应形成产物的具体过程，又称反应历程。
注意
化学反应方程式是否为基元反应必须通过实 验才能确定。
一般的化学反应方程式只是一个计量方程式， 只代表反应总结果，不能反映进行的实际途径。
基元反应速率方程 ——质量作用定律
质量作用定律（law of mass action）
△t = 0.1（mol·L-1min-1)
？ △C（ H2 △t
） =
△C（ICl） 2 △t
•表示速率时须注明何种物质 •为一平均值
瞬时速率
反应速率与时间的关系
反应进度定义：
设反应为： R P
nR(t) nR(0)np(t) nP(0)
d
1 dnB
dt B dt
c
c dc t
kdt
c c0
0
k 2.303lgc0 tc
t1/2
2.30l3gc0 0.693 k c0/2 k
一级反应的特征
☻lgc 与 t 为线性关系，直线的斜率
为 数k
k
2。.303
，截距为lgc0。由斜率可求出速率常
☻反应速率常数k的单位是[ t ]-1，如s-1。
☻恒温下，一级反应的半衰期为常数，与反
化学动力学
化学动力学化学动力学是研究物质发生变化的过程的科学，是一门综合性的科学，它结合了微观物理化学理论来解释化学反应的规律，以及如何影响化学反应的速率。
它也可以被称为物理化学热力学，因为它是一门应用热力学原理来研究化学反应的科学。
化学动力学主要依据热力学原理，以及物理化学和分子动力学的相关理论，来研究物质发生变化的过程，特别是化学反应的过程，以及化学反应速率的影响因素。
它还包括研究物质的传质性质，以及反应的活化能的变化。
主要的研究内容有：化学反应的热力学，化学反应的动力学，爆炸反应的分析、分子运动论，分子间相互作用和化学反应动力学等等。
化学动力学可以用于解释物质本身，以及物质之间，物质与能量之间的相互作用。
它是一门综合性的科学，涉及包括分子动力学、热力学、化学反应动力学、电动力学等范畴内的多种学科知识。
化学动力学的核心理论，就是对物质变化的解释，也就是热力学和动力学的相并原理的体现。
热力学是化学动力学的基础理论。
它主要研究物质在发生变化的过程中，外界加热和加压时，物质的热力学特征。
热力学的核心原理是能量守恒定律和热力学第二定律，即能量不会凭空产生、也不会消失，而是在物质之间传递；物质在发生变化的过程中，热力学效应有可能变小或变大。
动力学是化学动力学的重要部分，它最主要研究物质发生变化的速率，以及变化方向，是用物理和化学原理来解释发生的化学反应的方法。
动力学的基本原理是多分子理论和活化能论，主要是指反应物和产物在反应过程中，以及反应的活化能的变化。
以上就是我们关于化学动力学的简介，这是一门综合性的学科，它结合了多种物理化学和动力学原理，可以帮助我们更好地理解物质发生变化的过程，以及物质之间、物质与能量之间的相关现象。
第6章 化学动力学基础
第6章化学动力学基础教学要求1．掌握化学反应速率的基本概念及表示方法。
2．掌握反应机理概念，掌握有效碰撞理论，了解过渡状态理论，掌握活化能、活化分子的概念及其意义。
3．掌握浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响及浓度、温度对化学反应速率影响的定量关系：质量作用定律，化学反应的温度因子，熟悉阿仑尼乌斯方程及其应用。
4．了解活化过度状态理论的要点；了解催化作用的特点，了解酶催化。
教学时数4学时6-1 化学反应速率6-1-1化学反应速率的定义：化学反应速率：——单位时间内反应物或产物浓度改变的量的绝对值。
aA + bB === gG + dDn B：物质B在反应式中的计量系数。
对于反应物，取负值，表示减少；对于生成物，取正值，表示增加。
化学反应速率：r =︱Δn B/Δt︱对于在体积一定的密闭容器里进行的化学反应，可以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：①平均速率r =︱Δc B / Δt︱②瞬时速率r =︱dc B / dt︱影响反应速率的因素内因：反应的活化能大小外因：浓度、温度、催化剂6-2 浓度对化学反应速率的影响1.基元反应：对于简单反应，反应物分子在有效碰撞中经过一次化学变化就能转化产物的反应。
2.基元反应的化学反应速率方程式：可由质量作用定律描述。
k称为反应的数率常数:①可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的反应速率；②k由化学反应本身决定，是化学反应在一定温度时的特征常数；③相同条件下，k值越大，反应速率越快；④ k的数值与反应物的浓度无关。
3．非基元反应：反应物分子需经几步反应才能转化为生成物的反应。
4．非基元反应的速率方程式不能只根据反应式写出其反应速率方程，必须根据实验测定的结果及验证，推出反应的反应机理复杂的非基元反应→分成若干个基元反应→反应最慢的一步作为控制步骤最慢的一个反应就控制了该复杂反应的反应速率5．反应级数基元反应aA + bB = gGr B = k(c A)a · (c B)b a + b 表示该反应级数。
[课件]普通化学化学动力学基础PPT
![[课件]普通化学化学动力学基础PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/ce645c4f1eb91a37f1115c4c.png)
Arrhenius方程式
反应速率方程
rk c c A B
影响反应速率的因素有两个： k和cB k与温度有关，T增大，一般k也增大，
但k~T不是线性关系。
2N O (CCl ) N O (CCl ) O (g) 不同温度 k 值 2 5 4 2 4 4 2
化学动力学基础
化学反应速率的概念
浓度对反应速率的影响 —速率方程式 温度对反应速率的影响 —Arrhenius方程式
反应速率理论和反应机理简介
催化剂和催化作用
化学反应速率的概念
定容反应的反应速率
平均速率与瞬时速率
定容反应的反应速率
如果体积不变：
d d n d c B r B V d t V d t d t B B
普通化学化学动力学基础
化学动力学是研究化学反应的速率和机理的 科学，是物理化学的一个重要组成部分。
在化学动力学中，要研究化学反应 的速率（reaction rate）以及反应条件 （例如浓度、压力、温度、辐射、介质、 催化剂等）对反应速率的影响，揭露反 应的具体过程，即反应机理（reaction mechanism）。
5 7 . 29 10 0.200 5 0.180 6 . 46 10 5 0.161 5 . 80 10 5 0.144 5 . 21 10 5 4 . 69 10 0.130 5 3 . 79 10 0.104 5 0.084 3 . 04 10 5 0.068 2 . 44 10 5 1 .59 10 0.044 5 0.028 1 .03 10 0.018 0.012 0.0000
物理化学领域中的化学动力学
物理化学领域中的化学动力学化学动力学是研究化学反应速率、化学平衡和反应机理的学科。
它是物理化学基础的一部分，是化学、物理、数学等多学科的交叉领域。
本文将从与化学动力学有关的概念、实验方法、理论模型以及应用展开讨论。
一、概念1. 化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物质量的变化率。
化学反应速率受多种因素影响，包括反应物浓度、温度、催化剂和表面积等。
2. 化学平衡化学平衡是指反应物与生成物浓度达到一定比例时，化学反应停止并形成平衡状态。
同时，平衡状态下反应物和生成物的浓度不再发生变化。
3. 反应机理反应机理是指化学反应中反应分子间的相互作用和参与反应的化学键的形成和断裂过程。
通过研究反应机理，可以掌握反应规律和优化反应条件，提高反应效率和选择性。
二、实验方法1. 颜色变化法颜色变化法是通过反应产物的颜色变化来确定反应速率的方法。
例如，当酸碱指示剂与酸、碱反应时，会产生颜色变化，反应速率可以通过颜色的深浅变化来确定。
2. 半衰期法半衰期法是通过测量半衰期来确定反应速率的方法。
半衰期是指反应物浓度减少一半所需要的时间。
半衰期越短，反应速率越快。
3. 极化法极化法是通过观察电极的电势变化来确定反应速率的方法。
例如，当氢气在铂电极上发生反应时，电极电势会发生变化，反应速率可以通过电势的变化来确定。
三、理论模型1. 基础方程化学动力学中的基础方程是阿伦尼乌斯方程，它描述了化学反应速率与反应物浓度的关系：r = k [A]^m [B]^n其中，r为反应速率，k为速率常数，[A]和[B]分别为反应物A 和B的浓度，m和n为反应物的反应级数。
2. 反应级数反应级数是指反应物在反应中所参与的总量，也称为反应的阶。
反应级数可以通过实验方法或理论计算得出。
3. 动力学模型动力学模型是指针对特定反应体系所建立的用于描述反应机理的数学模型。
例如，荧光共振能量转移（FRET）模型被应用于描述分子间的非辐射能量转移过程。
四、应用展示1. 生命科学化学动力学在生命科学中有广泛应用。
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ห้องสมุดไป่ตู้
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
化学动力学基础
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
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物理化学化学动力学PPT课件
(1) 化学方法:
不同时刻取出一定量反应物，设法用骤冷、冲稀、 加阻化剂、除去催化剂等方法使反应立即停止，然后 进行化学分析。
(2) 物理方法:
用各种物理性质测定方法(旋光、折射率、电导 率、 电动势、 粘度等 )或现代谱 仪(IR、 UV-VIS、 ESR、NMR、ESCA等)监测与浓度有定量关系的物 理量的变化，从而求得浓度变化。
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反应分子数(Molecularity of reaction)
反应分子数：是指在基元反应过程中参与反应的粒 子(分子、原子、离子、自由基等)的数目。根据反 应分子数可以将化学反应分为单分子反应，双分子 反应，三分子反应，三分子以上的反应目前还未发 现。
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单分子反应
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化学反应的速率方程
速率方程 基元反应 反应分子数 反应机理 质量作用定律 反应级数 反应的速率系数 反应分子数与反应级数的区别
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速率方程 (Rate equation of chemical reaction) 速率方程又称动力学方程。它表明了反应速率与 浓度等参数之间的关系或浓度等参数与时间的关 系。速率方程分为微分式和积分式。
0
ax
k1t
k1
1 ln t
a
a
x
(a x) aek1t
不定积分式 或
ln cA k1t B
lna x k1t B
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若令y为时间t时，反应物已反应的分数
y x a
则
r
d
a
1
dt
y
k1a
1
y
y d 1 y t
《物理化学》课程教学大纲(高职)
《物理化学》课程教学大纲（供高职药学、中药类专业使用）一、前言物理化学是药学、中药类的专业基础课。
本课程是在学生已经学过高等数学、物理学、无机化学、分析化学和有机化学的基础上，进一步系统地阐明化学变化的基本规律。
要求学生系统地掌握物理化学的基本原理、基本方法与基本技能，通过各个教学环节培养学生独立思考、独立分析和创新的能力，使之具有一定的分析和解决药学方面实际问题的能力，从而为进一步学好专业课程及今后从事药学、药物制剂工作和科学研究，奠定良好的化学理论基础。
物理化学内容非常丰富。
根据药学、药物制剂等专业的要求，本课程的任务是学习化学热力学、化学动力学、电化学、表面现象和胶体等基本内容。
本课程理论讲授共36学时，2学分。
物理化学实验在实验化学课程中进行。
理论教学主要通过课堂讲授，多媒体影视课件、习题课(或课堂讨论)、演算习题、自学及实验等教学形式，达到学习本课程的目的。
二、教学内容与要求绪论（一）教学目的与要求1、熟悉物理化学课程的研究对象、任务、内容及发展趋势。
2、了解物理化学在化学与药学中的地位和作用。
3、掌握物理化学的研究方法与学习方法。
（二）教学内容1、概述物理化学的研究对象和任务、内容和特点及发展趋势。
2、物理化学在化学与药学中的地位和作用（重点）。
3、物理化学的研究方法与学习方法（重点）。
（三）教学形式与方法采用课堂讲授、多媒体影视课件、讨论、自学等教学形式。
第一章热力学第一定律（一）教学目的与要求1、熟悉热力学的一些基本概念和可逆过程的意义及特点。
2、掌握热力学第一定律、内能和焓的概念。
掌握状态函数的定义和特性。
3、掌握热力学第一定律的常用计算Q、W、U∆和H∆的方法。
4、了解节流膨胀的概念和意义。
5、掌握应用生成焓及燃烧焓计算反应热的方法。
6．熟悉反应热与温度的关系。
（二）教学内容1、热力学概论，热力学研究的对象、内容，方法和特点。
2、热力学基本概念，体系与环境，体系的性质，状态与状态函数，过程与途径。
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第六章 化学动力学基础
一. 单项选择题
1.某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应之半衰期与反应物最初浓度
有何关系? ( )
A．无关B．成正比C．成反比D．平方成反比
2.反应A + B → C + D的速率方程为r = k[A][B] ，则反应( )
A．是双分子反应B．是二级反应但不一定是双分子反应
C．不是双分子反应D．是对A、B 各为一级的双分子反应
3.关于反应级数，说法正确的是( )
A．反应级数都可以通过实验确定B．只有基元反应的级数是正整数
C．反应级数不会小于零D．催化剂不会改变反应级数
4.下面哪一条不是一级反应的特点( )
A．反应物半衰期只与速率常数有关
B．速率常数的单位与反应速率的单位相同
C．反应物浓度的对数对时间作图为直线
D．反应物初始浓度不同,但在相同的时间内,反应物消耗的百分数总相等
5.对反应速率常数k,以下说法正确的是( )
A．它是一个有单位的量,它的单位与反应级数有关
B．它是一个没有单位的纯数
C．它有单位,但只与浓度单位有关
D．它可能有单位也可能无单位
6.用物理方法测定反应速率的主要优点( )
A．不必直接测定各物质的浓度
B．不必准确记录时间
C．可连续操作,迅速准确
D．不需要很多玻璃仪器和药品
7.半衰期与物质浓度无关的是( )
A．零级反应
B．一级反应
C．二级反应
D．三级反应
8.酶催化的主要缺点是( )
A．选择性不高B．极易受酶杂质影响
C．催化活性低D．对温度反应迟钝
9.有关活化能的下列说法正确的是( )
A．活化能与反应本性有关
B．活化能与反应温度完全无关
C．活化能与反应途径无关
D．活化能与反应物浓度有关
10.肯定与化学反应速率常数k之值无关的因素是( )
A．反应物起始浓度大小 B．温度
C．时间单位 D．反应速率表达方式
11.催化剂的选择性是指( )
A．对热力学上不能自发进行的反应，可选择催化剂增大反应进行的程度
B．使化学反应改变其反应途径
C．改变正、逆反应的活化能
D．某一类反应只能使用某些特定的催化剂进行催化
12.用一般化学法测定反应速率的主要困难是( )
A．很难同时测定各物质的浓度
B．不能使反应在指定的时间完全停止
C．混合物很难分离
D．不易控制到完全等温的条件
13.某气相反应为二级反应,则该反应( )
A．一定是双分子反应
B．不可能是复杂反应
C．不可能是单分子反应
D．有可能是单分子反应
14.某反应的速率常数的单位是s,该反应是( )
A．一级 B．零级 C．三级 D．二级
15.放射性元素的蜕变是( )
A．一级反应
B．一级或零级反应
C．一级或二级反应
D．零级或二级反应
16.关于酶碱催化的均相反应中，下列哪种说法是正确的（）
Ａ．速率常数ｋ仅与温度有关
Ｂ．速率常数ｋ与温度酸碱浓度有关
Ｃ．速率常数ｋ仅与酸碱浓度有关
Ｄ．速率常数ｋ与温度有关，与酸碱浓度无关
17.零级反应的速率（）
A．随反应物浓度的平方根而变化
B．随反应物浓度的平方而变化
C．随反应物浓度成直线变化
D．与反应物浓度无关
18.用化学法测定反应速率的主要优点是( )
A．操作简便
B．可直接测定出不同时刻各物质浓度的绝对值
C．可使反应在指定的时刻完全停止
D．不必使用精密贵重的仪器
二. 判断对错
1.若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。
（）
2.一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。
（）
3.选择一种催化剂，可以使ΔG > 0的反应得以进行。
（）
4.零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。
（）
5.单分子反应一定是基元反应。
（）
6.催化剂在反应前后所有性质都不改变。
（）
三. 简答题
1简述质量作用定律。
2．简述基元反应和非基元反应的含义。
3．研究化学动力学的目的是什么？
4．简述化学反应需要活化能的原因。
5．催化剂的主要性能指标有哪些？
四. 计算题
1. 338 K时N2O5气相分解反应得速率常数是0.292 min-1,活化能为103.3 kJ mol-1。
求353 K
时该反应得速率常数和半衰期。
2．298 K时N2O5(g)分解反应的半衰期为5.7h，此值与N2O5的起始浓度无关，求：（1）该反应的速率常数；（2）反应完成90%时所需时间。