第九章 化学动力学基本原理第一次课：课程名称：物理化学本课内容：§9.1引言§9.2反应速率和速率方程授课时间： 90 分钟一、教学目的通过本次教学，使学生了解明确反应速率，反应级数，反应分子数等概念，掌握反应速率的表示方法方程，并能熟练应用。

二、教学意义通过本次授课，主要使学生了解动力学的基本概念，掌握反应速率的表示方法，了解动力学研究的意义。

三、教学重点反应速率，反应级数，反应分子数，反应速率的表示方法四、教学难点反应速率的表示方法五、教学方式以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授。

六、讲授内容§9.1引言1．化学动力学的任务和目的2．化学动力学发展简史3．反应机理的概念§9.2反应速率和速率方程1．反应速率的表示法 2．反应速率的实验测定3．反应速率的经验表达式 4．反应级数5．质量作用定律七、讲授方法§9.1引言1．化学动力学的任务和目的首先讲述化学动力学基本任务即研究各种因素对反应速率的影响，进而揭示化学反应发生的具体过程(即反应机理)。

2．化学动力学发展简史以图片的形式向学生生动的展示化学动力学发展简史，加深学生的印象。

3．反应机理的概念以实例讲述学生所熟悉的许多化学反应并不是简单的一步反应就能实现的，而是经历了一系列具体步骤而最终实现的，从而引出反应机理的概念，即组成宏观总反应的基元反应的总和及其序列，称为“反应机理”或“反应历程”。

§9.2 反应速率和速率方程1．反应速率的表示法重点讲述反应速率的表示方法，所谓反应速率就是化学反应进行的快慢程度。

国际上已普遍采用以反应进度随时间的变化率来定义反应速率。

2．反应速率的实验测定简单介绍反应速率的实验测定方法，即分别测量出反应中某个物质的浓度c、c2、…，并以浓度c对时间t作图。

13.反应速率的经验表达式简单介绍反应速率公式的形式通常只能通过实验方可确定。

4．反应级数有许多反应的速率公式可表达为r = k[A]α[B]β…这类反应中浓度项的指数α、β、…分别称为各组分A、B、…的级数，而各指数之和n称为总反应的级数。

反应级数可以是整数或分数，也可以是正数、零或负数。

5．质量作用定律在一定温度下，基元反应的速率只与反应物浓度有关，其速率公式的微分形式均符合上式形式，而且式中浓度项的指数α、β、…均与反应方程式中相应反应物的计量数相同。

这种简单的关系称为“质量作用定律”。

6．速率常数上式中的比例系数k称为反应的“速率常数”。

对于指定反应，k值与浓度无关而与反应的温度及所用的催化剂有关。

八、时间分配：本次课全部用时90分钟，分配如下：引言30分钟，反应速率的表示方法、反应速率的实验测定 30分钟，反应速率的表示式、反应级数、质量作用定律、速率常数 30分钟九、讨论、思考与作业：讨论与思考：1．反应速率的实验测定中物理法和化学法各有什么优缺点？2．怎样理解质量作用定律？根据质量作用定律得出的反应级数和通常的反应级数有什么不同？作业：习题1。

十、参考资料教材：《物理化学简明教程》（第四版），印永嘉、奚正楷等，高等教育出版社《物理化学简明教程例题与习题》印永嘉、奚正楷等推荐参考书：《物理化学》 （第五版） ，傅献彩等编（南京大学）《物理化学》 胡英主编（华东理工大学）Physical Chemistry. 5th ed., P. W. Atkins.，Oxford University Press物理化学解题指南，李文斌 主编，天津大学出版社物理化学习题解答（上、下册）王文清等编（北大）十一、教学后记动力学和热力学是物理化学的两大主要组成部分，本次课主要介绍动力学中的基本概念和基本定律，从而为今后的学习奠定基础。

第二次课：课程名称：物理化学本课内容：§9.3 简单级数反应的动力学规律授课时间： 90 分钟一、教学目的通过本次教学，使学生掌握简单级数（如一、二、三、零级反应）反应的动力学规律二、教学意义通过本次授课，使学生掌握简单级数（如一、二、三、零级反应）反应的动力学特征，体会动力学研究问题的特点。

三、教学重点简单级数（如一、二、三、零级反应）反应的速率方程及动力学特点四、教学难点一、二级反应的速率方程及动力学特点五、教学方式以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授六、讲授内容§9.3 简单级数反应1. 一级反应2. 二级反应3. 三级反应和零级反应七、讲授方法首先介绍“简单级数反应”：凡是反应速率只与反应物浓度有关，而且反应级数，无论是α、β、…或n 都只是零或正整数的反应，统称为“简单级数反应”。

然后详尽讲述、分析这类反应速率公式的微分形式、积分形式及其特征。

1．一级反应反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。

其速率公式可表示为1dc k c dt −=积分可得 1ln c k t B =−+一级反应速率公式积分形式可表示为01ln c k t c =反应物浓度由c 0消耗到c =c 0/2所需的反应时间，称为反应的半衰期，以t 1/2表示。

一级反应的t 1/2表示式为1/21110.6932ln 2t k k == 可以看出，一级反应的半衰期与反应物起始浓度c 0无关。

2．二级反应反应速率与反应物浓度的二次方(或两种反应物浓度的乘积)成正比的反应称为二级反应。

当A 和B 的起始浓度相等即a ＝ b 时22(d x k a x d t=−) 积分可得21k t B a x =+− 二级反应是最常见的一种反应，特别是在溶液中进行的有机化学反应很多都是二级反应。

3. 三级反应和零级反应三级反应比较少见。

零级反应是速率与反应物浓度无关的反应。

一些光化学反应及一定条件下的复相催化反应可表现为零级反应。

八、时间分配本次课全部用时90分钟，分配如下：一级反应速率公式及动力学特点40分钟，二级反应速率公式及动力学特点40分钟，三级及零级反应速率公式及动力学特点10分钟九、讨论、思考与作业讨论与思考：1．一级反应的速率方程及动力学特点是什么？2．二级反应速率公式及动力学特点，有什么实际用途？作业：习题7、8、9、10。

十、参考资料教材：《物理化学简明教程》（第四版），印永嘉、奚正楷等，高等教育出版社《物理化学简明教程例题与习题》印永嘉、奚正楷等推荐参考书：《物理化学》 （第五版） ，傅献彩等编（南京大学）《物理化学》 胡英主编（华东理工大学）Physical Chemistry. 5th ed., P. W. Atkins.，Oxford University Press物理化学解题指南，李文斌 主编，天津大学出版社物理化学习题解答（上、下册）王文清等编（北大）十一、教学后记本次课程内容是动力学知识的重点，内容易于理解，要求学生熟练记忆并掌握一级反应、二级反应、三级反应和零级反应的动力学特征，并能熟练应用各级速率公式。

第三次课：课程名称：物理化学本课内容：§9.4 反应级数的测定授课时间： 90 分钟一、教学目的通过本次教学，使学生了解反应级数的测定方法二、教学意义反应级数的测定是确定反应速率方程的重要内容，应要求学生熟练掌握。

三、教学重点反应级数的测定方法（微分法、积分法、孤立法或过量浓度法）四、教学难点微分法、积分法测定反应速率公式五、教学方式以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授六、讲授内容§9.4 反应级数的测定1．积分法2．微分法3．孤立法七、讲授方法详尽介绍测定反应级数的常用三类方法：1．积分法所谓积分法就是利用速率公式的积分形式来确定反应级数的方法。

可分为以下三种：（1）尝试法。

将不同时间测出的反应物浓度的数据代入各反应级数的积分公式，求算其速率常数k的数值，如果按某个公式计算的k为一常数，则该公式的级数即为反应的级数。

（2）作图法。

因为对一级反应，以ln c对t作图应得直线；对二级反应，以1/c对t作图应得直线；对三级反应，以1/c2对t作图应得直线；对零级反应，以c对t作图应得直线；所以将实验数据按上述不同形式作图，如果有一种图呈直线，则该图代表的级数即为反应的级数。

（3）半衰期法。

不同级数的反应，其半衰期与反应物起始浓度的关系不同，利用半衰期法求反应级数比前述两种方法要可靠些。

2．微分法所谓微分法就是用速率公式的微分形式来确定反应级数的方法。

使用微分法确定反应级数时，如果处理方法不同，所得级数的含义也有所不同。

3．孤立法和过量浓度法如果有两种或两种以上的物质参加反应，而各反应物的起始浓度又不相同，可以这样选择实验条件, 即在一组实验中保持除A以外的B、…等物质过量，则反应过程中只有A的浓度有变化, 而B、…等物质的浓度保持不变（即过量浓度法）；或者在实验中固定B、…等物质的起始浓度而只改变A的起始浓度（即孤立法），然后用上述积分法或微分法中任何一种方法先求α。

再在另一组实验中保持除B以外的物质过量或除B以外的物质的起始浓度均固定而只改变B的起始浓度，求出β。

余类推。

八、时间分配本次课全部用时90分钟，分配如下：积分法50分钟，其中尝试法10分钟，作图法20分钟，半衰期法20分钟；微分法20分钟；孤立法或过量浓度法20分钟。

九、讨论、思考与作业讨论与思考：1．微分法、积分法测定反应级数各有什么优缺点？2．测定反应物、产物浓度通常采用哪种方式？作业：习题15,16。

十、参考资料教材：《物理化学简明教程》（第四版），印永嘉、奚正楷等，高等教育出版社《物理化学简明教程例题与习题》印永嘉、奚正楷等推荐参考书：《物理化学》 （第五版） ，傅献彩等编（南京大学）《物理化学》 胡英主编（华东理工大学）Physical Chemistry. 5th ed., P. W. Atkins.，Oxford University Press物理化学解题指南，李文斌 主编，天津大学出版社物理化学习题解答（上、下册）王文清等编（北大）十一、教学后记此次课内容主要介绍反应级数的测定方法，内容易于理解，学生较容易掌握。

讲解时结合例题更易于学生理解，效果较好。

第四次课：课程名称：物理化学本课内容：§9.5 温度对反应速率的影响授课时间： 90 分钟一、教学目的通过本次教学，使学生了解温度对反应速率的影响，明确活化能的概念，掌握活化能的计算及应用（利用阿仑尼乌斯公式）二、教学意义通过本次授课，使学生理解反应速率不同的本质原因——温度对反应速率的影响，理解活化能的物理意义，掌握活化能的计算及应用。

三、教学重点阿仑尼乌斯公式四、教学难点阿仑尼乌斯公式及其应用五、教学方式以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授六、讲授内容§9.5 温度对反应速率的影响1．阿累尼乌斯经验公式2．活化能的概念及其实验测定3．阿累尼乌斯公式的一些应用七、讲授方法§9.5 温度对反应速率的影响本次课是本章的重点内容。