《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）化学动力学基础

引言 反应速率公式 简单级数反应 反应级数测定 温度影响 第久堂 化学助力蝶 县本原理 碰擅理论 过渡态理论 单分子反应 动力学 习题课 C

1 碰撞理论 过渡态理论 单分子反应 习题课 引言 反应速率公式 简单级数反应 反应级数测定 温度影响 动力学

§9.1引言 Introduction 一、化学动力学的目的和任务 二、化学动力学发展简史 三、反应机理的概念

2 §9.1 引言 Introduction 一、化学动力学的目的和任务 二、 化学动力学发展简史 三、反应机理的概念

一、化学动力学的目的和任务 任一化学反应有两个基本问题需要研究： ()有无可能性；其最后结果如何？化学 反应的方向和限度化学热力学。 (2)若可能进行，多长时间能实现-反应速 率-化学动力学。 3

3 一、化学动力学的目的和任务 任一化学反应有两个基本问题需要研究: (1) 有无可能性；其最后结果如何？-化学 反应的方向和限度-化学热力学。 (2) 若可能进行，多长时间能实现-反应速 率-化学动力学

例：2H2+02→2H20 4,Gme=-237.2kJ.mo1 其自发趋势很大，但反应速率很小 HCI(ag)+NaOH(aq)->NaCl(ag)+H2O A,Ge=-79.91 kJ.moH-1 反应的趋势似乎小些，但瞬间即可完成

4 例：2H2+O2 → 2H2O rGm y= – 237.2 kJ.mol-1 其自发趋势很大，但反应速率很小 HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H2O rGm y= – 79.91 kJ.mol-1 反应的趋势似乎小些，但瞬间即可完成

基本任务： 1、研究各种因素（浓度、温度、光、介质 .)对反应速率的影响。 2、揭示反应的机理（即反应实际进行的具 体步骤)。 3、研究物质的结构与反应速率的关系。 5

5 1、 研究各种因素（浓度、温度、光、介质 ）对反应速率的影响。 2、揭示反应的机理（即反应实际进行的具 体步骤）。 3、研究物质的结构与反应速率的关系。 基本任务：

目的： 控制反应速率 控制反应机理 得到预期的产品。 不同的反应，往往速率相差很大，可分： 慢：如岩石风化，地壳中的某些反应。 中：几十秒~几十天范围一本课程主要研究 对象。 快：离子反应，爆炸反应一现代动力学研究的 活跃领域，激光、分子束技术。 6

6 控制反应速率 控制反应机理 目的： 得到预期的产品。 不同的反应，往往速率相差很大，可分： 慢：如岩石风化，地壳中的某些反应。 中：几十秒  几十天范围—本课程主要 研究 对象。 快：离子反应，爆炸反应—现代动力学研究的 活跃领域，激光、分子束技术

二、 化学动力学发展简史 质量作用定律 阿累尼乌斯公式 十九世纪后半叶 宏观动力学阶段 活化能 碰撞理论 二十世纪前叶 基元反应动力学阶段 过渡态理论 链反应的发现 由于分子束和激光技术 二十世纪五十年代 微观动力学阶段 的发展和应用，开创了 分子反应动态学 7

7 二、 化学动力学发展简史 十九世纪后半叶 二十世纪前叶 二十世纪五十年代 质量作用定律 阿累尼乌斯公式 活化能 基元反应动力学阶段 由于分子束和激光技术 的发展和应用，开创了 分子反应动态学 宏观动力学阶段 碰撞理论 过渡态理论 链反应的发现 微观动力学阶段

三、反应机理Mechanism of reaction 反应机理：反应实际进行与经历的具体步骤。 例如“总反应”：H2(g)+C2(g)→2HC1(g) 实际上反应进行了下列步骤： i.Cl2→2C i.Cl·+H2→HCl+H· ii.H·+CL,→HCl+CI· iv.2Cl·+M→CL,+M M为其它气体或器壁，起传递能量作用，必须存在)

8 反应机理：反应实际进行与经历的具体步骤。 例如“总反应” ：H2 (g) + Cl2 (g) → 2HCl (g) 实际上反应进行了下列步骤： 三、反应机理 Mechanism of reaction i. Cl2 → 2Cl• ii. Cl • + H2 → HCl + H • iii. H • + Cl2 → HCl + Cl • iv. 2Cl • + M → Cl2 + M (M为其它气体或器壁，起传递能量作用，必须存在)

微观概念 “基元反应”。：反应物分子经直接作用生成新产物的过 程 “基元化学物理步骤”：如分子碰撞发生能量转移等。 “反应分子数”：基元反应中，直接作用所必需的反 应物微观粒子数。分为：单分子反应， 双分子反应，三分子反应。（见上页） “反应机理”或“反应历程”：组成宏观总反应的基元 反应的总合及其序列。 “简单反应”：仅由一种基元反应组成的总反应。 “复合反应”： 由装规裘以上基元反应组成的总反 应

9 宏观概念 “基元反应”: 反应物分子经直接作用生成新产物的过 程 “基元化学物理步骤”：如分子碰撞发生能量转移等。 “反应分子数”：基元反应中，直接作用所必需的反 应物微观粒子数。分为：单分子反应， 双分子反应，三分子反应。(见上页) “反应机理”或“反应历程”：组成宏观总反应的基元 反应的总合及其序列。 “简单反应”：仅由一种基元反应组成的总反应。 “复合反应”：由2种或2种以上基元反应组成的总反 应 微观概念

反应分子数：基元反应中，直接作用所必需的 反应物微观粒子数。分为：单分子 反应，双分子反应，三分子反应。 微观可逆性原理：微观粒子系统具有时间反演 的对称性。对于化学反应而言，微 观可逆性可以表述为：基元反应的 逆过程必然也是基元反应。 利用以上两条可以初步判断基元反应 10

10 反应分子数：基元反应中，直接作用所必需的 反应物微观粒子数。分为：单分子 反应，双分子反应，三分子反应。 微观可逆性原理：微观粒子系统具有时间反演 的对称性。对于化学反应而言，微 观可逆性可以表述为：基元反应的 逆过程必然也是基元反应。 利用以上两条可以初步判断基元反应