物理化学 第十一章化学动力学 Chemistry Kinetics 下页返回退出
第十一章 化学动力学 Chemistry Kinetics 物理化学
学习要求: ◆掌握反应速率的表示法以及基元反应、反应级数、反 应分子数等基本概念。 ◆重点掌握具有简单反应级数的速率公式的特点,能从 实验数据求反应级数和速率常数。 ◆了解几种复合反应的动力学公式及活化能求法。 ◆重点掌握根据稳态近似法和平衡态近似法由复合反应 的反应历程导出反应速率公式。 ◆掌握链反应的特点及速率方程的推导。 ◆了解气体碰撞理论和过渡状态理论。 ◆了解溶液中的反应和多相反应。 ◆掌握光化学定律及光化反应的机理和速率方程。 ◆了解催化作用的通性及单相多相催化反应的特点。 上页下页返回退出
学习要求： 掌握反应速率的表示法以及基元反应、反应级数、反 应分子数等基本概念。 重点掌握具有简单反应级数的速率公式的特点，能从 实验数据求反应级数和速率常数。 了解几种复合反应的动力学公式及活化能求法。 重点掌握根据稳态近似法和平衡态近似法由复合反应 的反应历程导出反应速率公式。 掌握链反应的特点及速率方程的推导。 了解气体碰撞理论和过渡状态理论。 了解溶液中的反应和多相反应。 掌握光化学定律及光化反应的机理和速率方程。 了解催化作用的通性及单相多相催化反应的特点
第十一章化学动力学 引言 §11.1化学反应的反应速率及速率方程 §11.2速率方程的积分形式 §11.3速率方程的确定 §11.4温度对反应速率的影响,活化能 §11.5典型复合反应 ■§11.6复合反应速率的近似处理法 ■§11.7链反应 上页下页返回退出
第十一章 化学动力学 n 引言 n §11.1 化学反应的反应速率及速率方程 n §11.2 速率方程的积分形式 n §11.3 速率方程的确定 n §11.4 温度对反应速率的影响,活化能 n §11.5 典型复合反应 n §11.6 复合反应速率的近似处理法 n §11.7 链反应
■§11.8气体反应的碰撞理论 §11.9势能面与过渡状态理论 §11.10溶液中的反应 §11.11多相反应 §11.12光化学 ■§11.13催化作用的通性 ■§11.14单相催化反应 §11.15多相催化反应 §11.16分子动态学 上页下页返回退出
n §11.8 气体反应的碰撞理论 n §11.9 势能面与过渡状态理论 n §11.10 溶液中的反应 n §11.11 多相反应 n §11.12 光化学 n §11.13 催化作用的通性 n §11.14 单相催化反应 n §11.15 多相催化反应 n §11.16 分子动态学
引言 化学热力学的研究对象和局限性 化学热力学研究化学变化的方向和限度或平衡 等问题。化学热力学只能预测反应的可能性,但关 于反应的速率以及反应的机理则不能回答。例如: ∧Ge/kJ.mol1 N2+H2 NH3(g) 16.63 H2+O2 HoO 237.19 2 热力学只能判断这两个反应都有可能发生 上页下页返回退出
2 2 3 2 2 2 1 3 N H NH (g ) 2 2 1 H O H O (l) 2 化学热力学研究化学变化的方向和限度或平衡 等问题。化学热力学只能预测反应的可能性，但关 于反应的速率以及反应的机理则不能回答。例如： 1 r m / k J m o l 1 6 .6 3 2 3 7 .1 9 G 热力学只能判断这两个反应都有可能发生。 引 言 化学热力学的研究对象和局限性
化学动力学的研究对象 化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以 及温度、压力、催化剂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T,p和催化剂 H2+O2→>H2O(1)点火,加温或催化剂 2 上页下页返回退出
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。 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 化学动力学的研究对象
动力学和热力学的关系 ◆动力学和热力学的关系是相辅相成的 ◆经热力学研究认为是可能的,但实际进行时反应速 率太小,则可以通过动力学研究,降低其反应阻力, 缩短达到平衡的时间。 ◆经热力学研究认为是不可能进行的反应,则没有必 要再去研究如何提高反应速率的问题了。过程的可 能性与条件有关,有时改变条件可使原条件下热力 学上不可能的过程成为可能 上页下页返回退出
动力学和热力学的关系是相辅相成的。 经热力学研究认为是可能的，但实际进行时反应速 率太小，则可以通过动力学研究，降低其反应阻力， 缩短达到平衡的时间。 经热力学研究认为是不可能进行的反应，则没有必 要再去研究如何提高反应速率的问题了。过程的可 能性与条件有关，有时改变条件可使原条件下热力 学上不可能的过程成为可能。 动力学和热力学的关系
§11.1化学反应的反应速率及速率方程 速度( velocity)是矢量,有方向性。 速率(rate)是标量,无方向性,都是正值。 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。速率方程可表示为微分式或积分式 上页下页返回退出
§11.1 化学反应的反应速率及速率方程 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。速率方程可表示为微分式或积分式。 速度（velocity）是矢量，有方向性。 速率（rate）是标量 ，无方向性，都是正值
1.反应速率的定义 对某化学反应的计量方程为:0=∑vB B 依时计量学反应:只表示初始反应物与最终产物 间的计量关系,总的计量式中一般不出现反应中 间物的反应 非依时计量学反应:若某反应不存在中间物,或 虽有中间物,但其浓度甚微可忽略不计,此类反 应将在整个反应过程均复合一定的计量式。 上页下页返回退出
B B 对某化学反应的计量方程为： 0 B 依时计量学反应：只表示初始反应物与最终产物 间的计量关系，总的计量式中一般不出现反应中 间物的反应。 非依时计量学反应：若某反应不存在中间物，或 虽有中间物，但其浓度甚微可忽略不计，此类反 应将在整个反应过程均复合一定的计量式。 1.反应速率的定义
反应进度( extent of reaction) 设反应为:aR—>BP t=02(0)n2(0) t=t n(t) n( n1()-n2(0) p (t)-n1(0) C B d dn B B 上页下页返回退出
反应进度（extent of reaction） R P t 0 n (0) n (0) R p t t n (t) n (t) R R p P n (t) n (0) n (t) n (0) 设反应为： R P B B d d n