第六章化学动力学基础 61化学动力学的任务和目的 化学热力学的研究对象和局限性 化学动力学的研究对象 化学动力学发展简史 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 第六章 化学动力学基础 6.1 化学动力学的任务和目的 化学热力学的研究对象和局限性 化学动力学的研究对象 化学动力学发展简史
6.1化学动力学的任务和目的 化学热力学的研究对象和局限性 研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及 外界条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应 的可能性,但无法预料反应能否发生?反应的速率 如何?反应的机理如何?例如: △G/kJ.mol1 3 N2+H2 NH,(g) 2 1663 H2+xO2—>H2O(1) 237.19 热力学只能判断这两个反应都能发生,但如何使它发 生,热力学无法回答。 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 6.1 化学动力学的任务和目的 研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及 外界条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应 的可能性，但无法预料反应能否发生？反应的速率 如何？反应的机理如何？例如： 2 2 3 2 2 2 1 3 N H NH (g) 2 2 1 H O H O(l) 2 + ⎯⎯→ + ⎯⎯→ 1 r m / kJ mol 16.63 237.19 G − − − $ 热力学只能判断这两个反应都能发生，但如何使它发 生，热力学无法回答。 化学热力学的研究对象和局限性
6.1化学动力学的任务和目的 化学动力学的研究对象 化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及 温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应 速率的影响,把热力学的反应可能性变为现实性。 例如: 动力学认为 N2+H2→NH3(g)需一定的7,p和催化剂 2 H2+O2→>H2O()点火,加温或催化剂 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 6.1 化学动力学的任务和目的 化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及 温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应 速率的影响，把热力学的反应可能性变为现实性。 化学动力学的研究对象 2 2 3 2 2 2 1 3 N H NH (g) 2 2 1 H O H O(l) 2 + → + → 例如： 动力学认为： 需一定的T，p和催化剂 点火，加温或催化剂
6.1化学动力学的任务和目的 化学动力学发展简史 1848年 vant Hoff dInK 4U/s dInk E K c 提出: dt rT2 dT RT2 E 1891年 Arrhenius k=AceP RT a 设E为与T无关的常数 1935年 Eyring等提出过渡态理论 1960年交叉分子束反应,李远哲等人1986年 获诺贝尔化学奖 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 6.1 化学动力学的任务和目的 •1848年 van’t Hoff 提出： 2 c a 2 d ln d ln d d K k E T RT T T U R = = $ b f c k k K = •1891年 Arrhenius a exp( ) E k A RT = − 设 Ea 为与T无关的常数 •1935年 Eyring等提出过渡态理论 •1960年 交叉分子束反应，李远哲等人1986年 获诺贝尔化学奖 化学动力学发展简史
62化学反应速率表示法 一反应速度与速率 平均速率 瞬时速率 反应进度 转化速率 「反应速率 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 6.2 化学反应速率表示法 反应速度与速率 平均速率 瞬时速率 反应进度 转化速率 反应速率
反应速度和速率 速度 velocity是矢量,有方向性。 速率Rate是标量,无方向性,都是正值。 例如 R— 速度 d[] IP d-0 速率 diri dPI >0 dt 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 反应速度和速率 速度 Velocity 是矢量，有方向性。 速率 Rate 是标量 ，无方向性，都是正值。 d[R] d[P] 0 0 d d t t 速度 d[R] d[P] 0 d d t t − 速率 = 例如: R P ⎯⎯→
平均速率 平均速率 R ([R]2-[R]1) P P R [R1] 2 [R2] ([P]2-[P]) p 它不能确切反映速率的变 化情况,只提供了一个平 均值,用处不大 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 平均速率 2 1 2 1 p 2 1 2 1 R ([P] [P] ) ([R] [R] ) t t r t t r − − = − − − = 它不能确切反映速率的变 化情况，只提供了一个平 均值，用处不大
瞬时速率 dp dt 产物(P) R->P d[ri dri dt 反应物(R) 时间t dp 反应物和产物的浓度随时间的变化 P dt 在浓度随时间变化的图上,在时间t时,作交点的切线,就 得到t时刻的瞬时速率。显然,反应刚开始,速率大,然后不 断减小,体现了反应速率变化的实际情况 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 瞬时速率 t r t r d d[P] d d[R] R P p R = − = ⎯→ 在浓度随时间变化的图上，在时间t 时，作交点的切线，就 得到 t 时刻的瞬时速率。显然，反应刚开始，速率大，然后不 断减小，体现了反应速率变化的实际情况
反应进度( extent of reaction) 设反应为 CR→>BP 0n2(O)p2(O) R 2(t)-m2(O)np()-np(0) an B B 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 反应进度（extent of reaction） 设反应为： R P ⎯⎯→ R P 0 (0) (0) t n n = R p t t n t n t = ( ) ( ) R R p P n t n ( ) (0) ( ) (0) n t n − − = = − B B d d n =
反应速率( rate of reaction) 通常的反应速率都是指定容反应速率,它的定义为: I ds ds 1 dna dt vB dt 1 dnp/v 1 B d B dt B B 对任何反应:eE+F=gG+hH 1 de 1 dfi l dg 1 d[h dt dt g dt h di 上一内容→下一内容◆回主录 返回 2021/2/20
上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 反应速率（rate of reaction） B B 1 d d c t = 通常的反应速率都是指定容反应速率，它的定义为： 1 d d r V t = B B 1 d / d n V t = B B d 1 d ( ) d d n t t = 1 d[E] 1 d[F] 1 d[G] 1 d[H] d d d d r e t f t g t h t = − = − = = 对任何反应： E F G H e f g h + = +