化学反应动力学方程

第六章 化学动力学

§6-1化学动力学的任务和目的

一、研究化学反应时所涉及的两个基本问题 1、反应的方向和限度——化学热力学

至于反应的速度，过程的机理，从热力学无法得知。 例如: (1)H2(g,P?12O2g,P???H2Ol,P

?????rGm,298??237.2KJ?mol?1

从?G的数值看，反应的趋势很大，但在常温常压下让此反应发生，几乎看不到水的生成，只有温度上升到1073Ｋ时，反应才以爆炸的形式进行。

??NaCl?H2O 但反应： (2) HCl?NaOH??G298??79.91KJ?mol?1

反应速度确非常之快，瞬时便可完成。

热力学只解决可能性问题。而对于实际问题的解决，只靠热力学是远远不够的。例如对??1?＜＜??2?? 热力学则无法回答。 2、化学反应的速率——化学动力学

亦就是把热力学预言的可能性变为现实。所以化学动力学亦占

有相当重要的地位。实际上，在研究如何实现并控制化学反应方面，化学热力学及化学动力学是相辅相成的，不可缺少的两个基础理论学科。

对一个未知的化学反应，经热力学计算认为是可能的，但具体进行时反应速率很小，工业生产无法

第六章 化学动力学

§6-1化学动力学的任务和目的

一、研究化学反应时所涉及的两个基本问题 1、反应的方向和限度——化学热力学

至于反应的速度，过程的机理，从热力学无法得知。 例如: (1)H2(g,P?12O2g,P???H2Ol,P

?????rGm,298??237.2KJ?mol?1

从?G的数值看，反应的趋势很大，但在常温常压下让此反应发生，几乎看不到水的生成，只有温度上升到1073Ｋ时，反应才以爆炸的形式进行。

??NaCl?H2O 但反应： (2) HCl?NaOH??G298??79.91KJ?mol?1

反应速度确非常之快，瞬时便可完成。

热力学只解决可能性问题。而对于实际问题的解决，只靠热力学是远远不够的。例如对??1?＜＜??2?? 热力学则无法回答。 2、化学反应的速率——化学动力学

亦就是把热力学预言的可能性变为现实。所以化学动力学亦占

有相当重要的地位。实际上，在研究如何实现并控制化学反应方面，化学热力学及化学动力学是相辅相成的，不可缺少的两个基础理论学科。

对一个未知的化学反应，经热力学计算认为是可能的，但具体进行时反应速率很小，工业生产无法

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. 第六章 化学动力学

§6-1化学动力学的任务和目的

一、研究化学反应时所涉及的两个基本问题

1、反应的方向和限度——化学热力学

至于反应的速度，过程的机理，从热力学无法得知。

例如: (1)()()P l O H P g O P g H ,,21,(2

22?→?+ 1298,2.237-?-=?mol KJ G m

r

从G ?的数值看，反应的趋势很大，但在常温常压下让此反应发生，几乎看不到水的生成，只有温度上升到1073Ｋ时，反应才以爆炸的形式进行。

但反应： (2) O H NaCl NaOH HCl 2+?→?

+ 129891.79-?-=?mol KJ

G

反应速度确非常之快，瞬时便可完成。

热力学只解决可能性问题。而对于实际问题的解决，只靠热力学是远远不够的。例如对()1γ＜＜()2γ? 热力学则无法回答。

2、化学反应的速率——化学动力学

亦就是把热力学预言的可能性变为现实。所以化学动力学亦占

有相当重要的地位。实际上，在研究如何实现并控制化学反应方面，化学热力学及化学动力学是相辅相成的，不可缺少的两个基础理论学科。

对一个未知的化学反应，经热力学计算认为是可能的，但具体进行时反应速率很小，工业生产无法实现，则可通过动力学研究，降低其

化学动力学基础(习题课)

1. 某金属 的同位素进行β放射，经14d（1d=1天后，同位素的活性降低6.85%。求此同位素的蜕变常数和半衰期；要分解 90.0%，需经多长时间？ 解：设反应开始时物质的质量为100%，14d后剩余未分解者为100%-6.85%，则

代入半衰期公式得

一、是非题

下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。 √ √

× ×

1.反应速率系数kA与反应物A的浓度有关。 2.反应级数不可能为负值。

√ × 3.对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。 √ × 的变化愈 敏感。

4.对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度

√ × 5. Arrhenius活化能的定义是

。

√ × 6.若反应

A?Y，对A为零级，则A的半衰期

。

二、 选择题

1

选择正确答案的编号：

A1. 某反应，A → Y，其速率系数kA=6.93min，则该反应物A的浓度从1.0mol×dm

-1-3

变到0.5

mol×dm所需时间是：

-3

(A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正确。

5202 反应 2O3→ 3O2的速率方程为 - d[O3]/dt = k[O3]2[O2]-1 ，

或者 d[O2]/dt = k'[O3]2[O2]-1，则速率常数 k 和 k' 的关系是： ( )

(A) 2k = 3k' (B) k = k' (C) 3k = 2k' (D) -k/2 = k'/3 5203 气相反应 A + 2B ─→ 2C，A 和 B 的初始压力分别为 pA和 pB，反应开始时

并无 C，若 p 为体系的总压力，当时间为 t 时，A 的分压为： ( )

(A) pA- pB (B) p - 2pA

化学反应动力学练习题

一、选择题

??2E，下列反应速率关系正确的是（ ）1．对于反应A+B?。

A．

?c(A)1?c(B)?(E)1?c(A)?? B．c ?t2?t?t2?t?c(E)1?c(B)?(B)?c(A)?? D．c ?t2?t?t?tC．

??2D的速率方程为v=kc(A2)c2(B)则该反应（ ）2．反应A2+2B?。

A．一定是基元反应 B．一定是非基元反应 C．不能确定是否是基元反应 D．反应为二级反应 3．质量作用定律适用于（ ）。

A．任意反应 B．复杂反应 C．基元反应 D．吸热反应 4．某反应的速率常数k=1.48 ×10-2L〃mol-1〃s-1，则该反应级数为（ ）。 A．0级 B．一级 C．二级 D．三级

??2D(g) 的速率方程为v=kc(A)c2(B)若使密闭的5．反应A(g)+2B(g) ?反应容器增大一倍，则反应速率为原来的（ ）。

A．8倍 B．6倍

第七章 刚体力学

§7.5 刚体平面运动的动力学§7.5.1 刚体平面运动的基本动力学方程 §7.5.2 作用于刚体上的力 §7.5.3 刚体平面运动的动能 §7.5.4 滚动摩擦力偶矩 §7.5.5 汽车轮的受力汽车的极限速度

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结束

第七章 刚体力学

§7.5 刚体平面运动的动力学§7.5.1 刚体平面运动的基本动力学方程平面运动 = 平动+定轴转动1.求质心的运动 刚体作平面运动，受力必是平面力 F m a 根据质心运动定律 i c 直角坐标系中的分量式

(7.5.1)

F

ix

macx

F

iy

macy

Fi — 所有外力的矢量和,上页

m — 刚体的质量.下页 返回 结束

第七章 刚体力学 2. 刚体绕质心的转动 在质心系中刚体作定轴转动. 选质心坐标系 Cx’y’z’ ,设z’为过质心而垂直于固 定平面的轴. 在质心系中

M 外i ' M 惯

dLz ' dt

M外i’ — 外力对质心的力矩, M惯 — 惯性力对质心力矩. 又 M惯= 0dL'z d( I zc z ) I zc z dt dt上页 下页

化工热力学

3.4 酶促反应动力学 酶促反应动力学酶促反应动力学(kinetics of enzymecatalyzed reactions)是研究酶促反应速度 及其影响因素的科学。酶促反应的影响因素 主要包括酶的浓度、底物的浓度、pH、温度、 抑制剂和激活剂等。

化工热力学

一. 酶浓度的影响在一定温度和pH下，酶 促反应在底物浓度大于 100 Km时，速度与酶的浓 度呈正比。 酶浓度对速度的影响机 理：酶浓度增加，[ES]也 增加，而V=k3[ES],故反 应速度增加。

化工热力学

二. 温度对酶促反应速度的影响 酶促反应与其它化学反应一样，随温度的增加，反应 速度加快。化学反应中温度每增加10℃反应速度增加的 倍数称为温度系数Q10。一般的化学反应的Q10为2~3,而 酶促反应的Q10为1~2。 在一定范围内，反应速度达到最大时对应的温度称为 该酶促反应的最适温度(optimum temperature Tm ).一 般动物组织中的酶其最适温度为35~40℃,植物与微生物 中的酶其最适温度为30~60℃,少数酶可达60℃以上，如 细菌淀粉水解酶的最适温度90℃以上。

化工热力学

温度对酶促反应速度的影响机理：

1. 温度影响反应体系中的活化分子

关于用origin拟合准一级反应动力学方程的见解

准一级反应动力学方程：

式1

或 ln(qe - qt) = lnqe - k1t. 式2

已知t和qt，拟合直线算未知量k1和qe。

方法一：

将式2 变形为：Qt=Qe(1-exp(-kt)) 形式

打开Origin，找Analysis----Fitting-----Exponential fit——boxlucas1即可

方法二：

直接用最终得出的平衡数据qe，计算ln(qe - qt)，然后做ln(qe - qt)vs.t的直线，根据斜率得出k1；根据拮据得出qe,此时得出的qe是个模糊值，将其与实验数据比较后判断。

第六章 化学反应动力学

思考题解答

一、是非题（判断下列说法是否正确，并说明理由）

1. 错 2. 对 3. 错 4. 错 5. 错 6. 错 7. 对 8. 对 9.错 10. 对 二、选择题

1. B 2. A. 3. B. 4. D. 5 .C 6.D. 7. A. 8. B 9. B. 10. C.

习题解答

1.请根据质量作用定律，写出下列各基元反应或复合反应中

kdcA与各物质浓度的关系。 dtk?2P （2）A + 2B???P + 2S （1）2A + B??k1 k（3）2A + M???A2?M （4）2A B

k1 kk-1 （5）2A 2B+D B+A 2D

k-1 k （6）

解：

dcAdcdc222?2kcAcB （2）?A?kcAcB（3）?A?2kcAcM dtdtdtdcdc2222（4）?A??2k2cB+2k1cA （5）?A??2k?1cBcD+2k1