《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第九章 化学动力学基本原理

反应级数测定简单级数反应反应速率公式温度影响引言常九草化学动力学基本原理单分子反应过渡态理论碰习题课撞理论动力学

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

89.1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：?------化学(1)有无可能性；其最后结果如何？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 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：2H,+0z →2H,0△,Gm=- 237.2 kJ.mol1m其自发趋势很大，但反应速率很小HCI(ag)+NaOH(aq)-→NaCl(aq)+H,O4,Gm=-79.91 kJ.mot1m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：研究各种因素（浓度、温度、光、介质1、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 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：控制反应速率得到预期的产品。控制反应机理不同的反应，往往速率相差很大，可分：慢：如岩石风化，地壳中的某些反应。研究中：几十秒～几十天范围一本课程主要对象。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

化学动力学发展简史质量作用定律阿累尼乌斯公式宏观动力学阶段活化能十九世纪后半叶碰撞理论过渡态理论基元反应动力学阶段二十世纪前叶链反应的发现由于分子束和激光技术的发展和应用，开创了微观动力学阶段二十世纪五十年代分子反应动态学

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”：H,(g)+ Cl (g)→2HCI(g)实际上反应进行了下列步骤：CI, →2CIii. CI·+H, →HCI+H·ii. H· + CI →HCI + CI iv. 2CI · + M -> CI, + 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。由2种或2种以上基元反应组成的总反“复合反应”：日宏观概念应

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