化学动力学基础

1、第六章 化学动力学基础 Chemical Kinetics,13.1 化学反应速率的表示方法 (rate of a chemical reaction),一、化学反应速率的基本定义,化学反应速率：单位时间内反应物浓度减少的量或生成物浓度增加的量表示。mo1L-1s-1。,瞬时速率：,速率随反应进度而变,不同物质浓度变化表示的反应速率间的关系,a A + b B = f F + g G,同一反应同一时刻，用不同物质浓度变化表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。,(- dcA ): (- dcB) : dcF : dcG = a : b : f : g,反应进度（extent of reaction）:反应进行的程度，符号，单位mol 。,二、以反应进度。

2、第3章 化学动力学基础,研究化学反应的二个方面,化学热力学解决化学反应的方向问题 化学动力学解决化学反应的速度问题,反应速率的定义,对于反应 aA=bB表示方法1:rA = -dCA/dtrB = dCB/dt 显然有 rA/a= rB/b表示方法2:r= rA/a= rB/b,反应速率的物理意义,反应速率r与反应物浓度cA的关系,利用反应物(或产物)浓度时间关系求动力学方程,一般对于反应速率方程分离变量后，得两边同时不定积分并整理，可得,反应级数概念,一般来说，对于反应如果动力学方程为则称该反应的级数是，也称反应对组分A是 级，对组分B是 级。,具有简单级数的反应的动力学。

3、第七章 化学动力学,（已修）,1,2,第一节 化学反应速率,一、反应速率的定义和表示方法,化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度。在单相反应中，（又称均相反应）用单位时间内反应物或生成物的物质的量来表示。在容积不变的反应容器中，通常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。 反应速率有平均反应速率，还有瞬时反应速率。如果用单位时间内某产物B浓度的增加来表示反应速度，则有：,平均速率,如果用单位时间内某反应物A浓度的减少来表示反应速度，则有：,（已修）,瞬时速率,-,在化学动力学中，一般都用瞬时速率来表示。

4、化学动力学基础,陆文聪,上海大学理学院化学系,化学动力学基本问题,1.化学动力学研究的对象是什么？ 2.什么是化学反应速率？如何表示？ 3.化学反应速率受哪些因素的影响？如何影响？ 4. 什么是反应级数？它与速率方程有何联系？ 5 速率常数的物理意义是什么？ 6 化学反应速率方程如何建立？ 7. 反应速率与温度关系如何？ 8 如何确定一个化学反应的机理？ 9 催化剂如何改变化学反应速率？,1.化学动力学研究对象,通过化学热力学的理论分析可知化学反应2NON2+O2可以自发进行，但实际上并没有看到这一反应进行。为什么呢？ 这是因为该化学反应。

5、第十章 化学动力学基础（一）思考题：1 (1) 反应级数等于反应分子数;(2) 某化学反应式为 AB=C 乙则该反应为双分子反应。你认为(1)和(2) 是否正确？ 2有一平行反应 ，已知 E1E2，若 B 是所需要的产品，从动力学的角度定性他考虑应采用怎样的反应温度。3对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，反应速率越快，因此升高温度有利于生成更多的产物，这句话对吗？4判断正确与否：一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的 2 倍。5阿仑尼乌斯经验式的适用条伴是什么？实验活化能 Ea 对于基元反应和复杂反应含义有何不同？选择题：1质。

6、化学动力学基础（一）1反应 3O2 -2O3，其速率方程 -dO2/dt = kO32O2 或 dO3/dt = kO32O2，那么 k 与 k的关系是： 参考答案: A(A)2k = 3k ； (B) k = k ； (C) 3k = 2k ； (D) (1/2)k =(1/3)k 。2. 气相反应 A + 2B 2C，A 和 B 的初始压力分别为 p(A)和 p(B)，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： ( ) 参考答案: C(A) p(A)- p(B) (B) p - 2p(A) (C) p - p(B) (D) 2(p - p(A) - p(B)3关于反应速率 r，表达不正确的是：参考答案: C(A) 与体系的大小无关而与浓度大小有关 ；(B) 与各物质浓度标度选择有关 ；。

7、第七章 化学动力学基础,序 7-1 反应速率的表示方法 7-2 反应速率与浓度的关系 7-3 典型复杂反应的动力学特征 7-4 温度对反应速率的影响 7-5 多相反应动力学简介,化学动力学的研究对象,(i)研究各种因素，包括浓度、温度、催化剂、溶剂、光照等对化学反应速率影响的规律； (ii)研究一个化学反应过程经历哪些具体步骤，即所谓反应机理(或叫反应历程)。,化学动力学简史,18世纪，对金属在酸中溶解的快慢与酸浓度的关系，以及过氧化氢分解所需时间进行观测； 1850年，法国威廉米（Wilhelmy L F）利用旋光仪研究了蔗糖在酸存在下的转化率； 1862。

8、一、教学要点：热力学函数U、H、S、G的物理意义。 2. 应用热力学函数进行计算，根据热力学函数进行反应自发性的判断。 3. 掌握吉布斯-赫姆霍兹公式，计算及其应用。,第5章 化学热力学基础 Basis of Chemical Thermodynamics,5-1 化学热力学的研究对象,化学热力学：应用热力学的基本原理研究化学反应过程的能量变化问题 热力学： 主要解决化学反应中的三个问题： 化学反应中能量的转化； 化学反应的方向性； 反应进行的程度,例如：,Fe2O3 + 3 CO = 2Fe +3CO2 Al 是否可以同样方法炼制 ？Ti的氯化TiO2 (s) + Cl2 (g) = TiCl4 (g) + O2(g) ?2。

9、第七章 化学动力学基础,序 7-1 反应速率的表示方法 7-2 反应速率与浓度的关系 7-3 典型复杂反应的动力学特征 7-4 温度对反应速率的影响 7-5 多相反应动力学简介,7-4 温度对反应速率的影响,7-4-1 Arrhenius公式 7-4-2 反应速率的碰撞理论 7-4-3 过渡状态理论简介,基元反应的反应速率理论简介,阿氏活化能概念,活化能定义,为什么需要活化能,为什么需要活化能,图解,7-4-2 反应速率的碰撞理论,碰撞理论要点,(1)假设分子是无结构的硬球,分子或原子之间一定通过碰撞才能发生反应. (2)平动能临界能（又称阈能，用c表示）时，碰撞才有效。 摩尔阈能。

10、第八章 化学动力学基础,序 7-1 反应速率的表示方法 7-2 反应速率与浓度的关系 7-3 典型复杂反应的动力学特征 7-4 温度对反应速率的影响 7-5 多相反应动力学简介,序 例1：,（1）,（2）,其自发趋势很大，但反应速率很小。,例2：,例3：,热力学与动力学,热力学-可能性； 动力学-现实性。,化学热力学的局限性,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？,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。

11、第四章 燃烧化学动力学基础,要求：掌握化学动力学基本概念（反应速率、反应级数、活化能、链锁反应等）、基本定律（质量作用定律、阿累尼乌斯定律）及基本理论（分子碰撞理论、爆炸极限理论等）。,概述,化学动力学是研究化学反应机理和化学反应速率及其影响因素的一门科学,化学动力学与化学热力学有什么不同？,概述,燃烧现象的本质是化学反应,本章将介绍一些最基本的化学动力学知识，讨论有关均匀混合气体的单相反应问题,掌握化学动力学基础，是弄清燃烧速率及其影响因素以及掌握燃烧污染物形成机理的前提,4-1 化学反应速率,一、化学反应。

12、化学反应原理,化学动力学基础 Primary Conception of Chemical dynamics,重点：反应速率概念、化学反应速率的基本理论、影响反应速率的因素。,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）。,化学反应速率的概念,化学动力学基础,催化剂和催化作用,反应速率理论和反应机理简介,温度对反应速率的影响Arrhenius。

13、第十一章化学动力学基础（二）,1 根据碰撞理论，温度增加反应速率提高的主要原因是： ( ) (A) 活化能降低 (B) 碰撞频率提高 (C) 活化分子所占比例增加 (D) 碰撞数增加,答案：（C）,2. 在碰撞理论中校正因子P小于1的主要因素是： ( ) (A) 反应体系是非理想的 (B) 空间的位阻效应 (C) 分子碰撞的激烈程度不够 (D) 分子间的作用力,答案：（B）,3.在简单碰撞理论中，有效碰撞的定义是： ( ) (A) 互撞分子的总动能超过Ec (B) 互撞分子的相对总动能超过Ec (C) 互撞分子联心线上的相对平动能超过Ec (D) 互撞分子的内部动能超过Ec,答案：（C）,4.。

14、化学反应速率,反应级数，反应分子数,反应速率常数,简单级数的反应,典型复杂的反应,温度对反应速率的影响,一级、二级 三级、零级 n级,微分式 积分式 半衰期,平行、对峙,反应机理,稳态近似法，平衡假设法,化学动力学复习,反应速率与温度的关系,1. Vant Hoff（范特霍夫）近似规律 2. Arrhenius（阿累尼乌斯）经验式微分式 不定积分式,积分式,指数式,典型的复杂反应,（1）对峙反应 定义：在正、逆两个方向都同时进行的反应称为对峙反应，也叫可逆反应。 特点：对峙反应的净速率等于正向反应速率减去逆向反应速率； 达到平衡时，对峙反应的净速。

15、第 11 章 化学动力学基础重点：基元反应的质量作用定律及其应用，速率方程的积分形式，速率方程的确定，温度对反应速率的影响，阿累尼乌斯方程的各种形式及其应用，指前因子k0、活化能 Ea 的定义，典型复合反应及复合反应速率的近似处理法，链反应，气体反应的碰撞理论，势能面与过渡状态理论。难点：由反应机理推导速率方程的近似方法(选取控制步骤法、稳态近似法和平衡态近似法) 的原理及其应用。重要公式级数积分速率方程 T1/20 A,ckt02A,c1 Aln,t0ln2 0,ktcA,ck012. aln()ERT2112ERTaln3.非基元反应的表观活化能: a,1a,2,34. 1-1 级对。

16、物理化学电子教案第十一章,11.1 化学动力学的任务和目的,第十一章 化学动力学基础(一),11.2 化学反应速率的表示法,11.3 化学反应的速率方程,11.4 具有简单级数的反应,11.5 几种典型的复杂反应,11.7 温度对反应速率的影响,11.9 链反应,11.1 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：,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,化。

17、物理化学电子教案第十二章,第十二章 化学动力学基础(二),12.1 碰撞理论,12.2 过渡态理论,12.3 单分子反应理论,12.5 在溶液中进行的反应,12.7 光化学反应,12.9 催化反应动力学,12.1 碰撞理论,双分子的互碰频率和速率常数的推导,*硬球碰撞模型碰撞截面与反应阈能,*反应阈能与实验活化能的关系,概率因子,12.1 碰撞理论,在反应速率理论的发展过程中，先后形成了碰撞理论、过渡态理论和单分子反应理论等,碰撞理论是在气体分子动论的基础上在20世纪初发展起来的。该理论认为发生化学反应的先决条件是反应物分子的碰撞接触，但并非每一次碰撞都能。

18、2018/4/13,第 十 章,2018/4/13,1 化学动力学的任务和目的,第十章 化学动力学基础(一),2 化学反应速率的表示法,3 化学反应的速率方程,4 具有简单级数的反应,5 几种典型的复杂反应,6 温度对反应速率的影响,8 链反应,9拟定反应历程的一般方法,2018/4/13,1 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：,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。

19、2018/3/29,11.1 化学动力学的任务和目的,第十一章 化学动力学基础(一),11.2 化学反应速率的表示法,11.3 化学反应的速率方程,11.4 具有简单级数的反应,11.5 几种典型的复杂反应,*11.6 基元反应的微观可逆性原理,11.7 温度对反应速率的影响,*11.8 关于活化能,11.9 链反应,*11.10 拟定反应历程的一般方法,2018/3/29,11.1 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：,热力学只能判断这两个反应。