南京大学：《物理化学 Physical Chemistry》课程教学资源（PPT电子教案课件）第八章 化学动力学基础（谢修银）

第八章化学动力学基础 ◆8.1化学动力学的任务和目的 ◆82化学反应速率 ◆8.3化学反应的速率方程 ◆84具有简单级数的反应 ◆8.5几种典型的复杂反应 ◆8.6温度对反应速率的影响 下一页上一页

u8.1 化学动力学的任务和目的 第八章 化学动力学基础 u8.2 化学反应速率 u8.3 化学反应的速率方程 u8.4 具有简单级数的反应 u8.5 几种典型的复杂反应 u8.6 温度对反应速率的影响 下一页 上一页

8.1化学动力学的任务和目的 热力学 统计热 量子力学 (宏观) 力学 (宏观) 动力学 下一页上一页

8.1 化学动力学的任务和目的 热 力 学 （宏观） 统 计 热 力 学 量子力学 （宏观） 动 力 学 下一页 上一页

8.1.1热力学与动力学的比软 A B 100K300K 热力学可以给出的结论: 80K 320K 100K300K 200K200K 下一页上一页

8.1.1热力学与动力学的比较 热力学可以给出的结论： 100K 300K ？ A B 100K 300K 80K 320K 200K 200K 下一页 上一页

热力学第二定律指出: 高温物体向低温物体传热是过程自发进行的方向 但是,对如下问题,热力学无法给出解答 1.两物体之间传热速率如何?温差,材质等对传热 速率有何影响? 2.两物体间以何种方式进行传热?当条件变化时, 传热方式是否会发生变化? 以上问题是传热动力学的核心问题 下一页上一页

热力学第二定律指出： 高温物体向低温物体传热是过程自发进行的方向 但是，对如下问题，热力学无法给出解答 1. 两物体之间传热速率如何？温差，材质等对传热 速率有何影响 ？ 2. 两物体间以何种方式进行传热？当条件变化时， 传热方式是否会发生变化？ 以上问题是传热动力学的核心问题 下一页 上一页

8.12化学热力学的研究对隶和局限性 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.mo m N2+H2—NH3(g)-1663 +O2->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。 下一页 页

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。 8.1.2化学热力学的研究对象和局限性 下一页 上一页

8.1.3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→NH2(g)需一定的T,P和催化剂 2 H2+O2→>H2O(1)点火,加温或催化剂 2 下一页上一页

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。 8.1.3 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 下一页 上一页

热力学 动力学 对象 状态 过程 结论方向判据,可能性速率,机理 化学动力学的基本任务: 1.研究反应进行的条件(如温度、压力、浓度以 及催化剂等)对反应速率的影响; 2.研究化学反应的历程,进而探讨物质结构与反 应能力间的关系 下一页上一页

下一页 上一页 热力学 动力学 状态 过程 方向判据，可能性 速率，机理 对象 结论 化学动力学的基本任务： 1. 研究反应进行的条件（如温度、压力、浓度以 及催化剂等）对反应速率的影响； 2. 研究化学反应的历程，进而探讨物质结构与反 应能力间的关系

8.2化学反应速率 G反应速度与速率 G平均速率 G瞬时速率 反应进度 G转化速率 G反应速率 绘制动力学曲线

8.2 化学反应速率 F反应速度与速率 F平均速率 F瞬时速率 F反应进度 F转化速率 F反应速率 F绘制动力学曲线

8.2.1化学反应速率 、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—)P 速度 diri 0 [P」 0 dt dt 速率 ir dPi >0 dt dt

8.2.1 化学反应速率 一 、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 dt dt 速度   d[R] d[P] 0 dt dt  速率   例如: R  P

二、平均速率 平均速率 ([R]2-[R]1) R R [R1] ([P]2-[P]) IPII [R2] 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

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。 二、 平均速率