《物理化学》课程教学资源（D）物理化学（D）第九章 第九章 化学动力学基本原理

引言 反应速率公式 简单级数反应 反应级数测定 温度影响 事九◆ 北学动力学 碰撞理论 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      第九章    化学动力学      基本原理

s9.1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+0202H20 ☐，Gm=-237.2kJ.mol1 其自发趋势很大，但反应速率很小 HCI(ag)+NaOH(ag)Nacl(ag)+HO 口，Gm=-79.91kJ.mot1 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 口口)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：几十秒口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 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 阿累尼鸟斯公式 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 微观动力学阶段 的发展和应用，开创了 二十世纪五十年代 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)口2HC1(g) 实际上反应进行了下列步骤： i.Cl2☐2C i.Cl·+H2□HCl+H· ii.H·+CL2☐HCl+Cl· 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2种或2种以上基元反应组成的总反 应 宏观概念

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