第十一章化学动力学（一）.ppt

物理化学(下)
主讲:王舜
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第十一章
化学动力学
热力学:研究反应的方向、限度或平衡等问题
------ 变化的可能性问题
化学动力学主要研究:
(1)浓度、压力、温度、催化剂、溶剂、光照等各种因素对反应速率影响的规律;
(2)反应进行时要经过哪些反应步骤即反应机理问题。
§ 引言
一、化学动力学的内容
二、化学动力学与化学热力学的关系
热力学解决的是物质变化过程的可能性,而动力学却是解决如何把这种可能性变为现实。
因此,动力学和热力学的研究是相辅相成的。对于一个化学反应,要从热力学和动力学两方面综合考虑,以便选择最佳的反应条件。
三、化学动力学的研究方法
物理化学理论研究方法有:
●热力学方法
●量子力学方法
●统计热力学方法
●化学动力学方法
------宏观方法
------微观方法
------从微观到宏观方法
------宏观方法与微观方法并用
§ 引言
一、化学动力学的内容
二、化学动力学与化学热力学的关系
为研究方便,往往将反应分为:
(1)均相反应
(2)多相反应
宏观反应动力学:
本章主要讨论均相反应的宏观动力学。
微观反应动力学:
(分子反应动力学)
通过实验测定反应系统的浓度、温度、时间等宏观量之间的关系,以研究反应的动力学规律。
利用激光、分子束等实验技术考察由某特定能态下的反应物分子通过单次碰撞转变成另一特定能态下的生成物分子的速率,以研究微观反应的速率等动力学规律。
严格来说,化学动力学的研究方法不是一个独立的理论方法,它是热力学方法、量子力学方法及统计热力学方法等理论方法以及实验方法的综合运用。
一、反应速率的定义:
§ 反应速率公式
反应进度对时间的变化率。
令:
因此,反应速率与用来表示速率的物质的选择无关,
但与化学计量方程的写法有关。
●反应速率表示为:
( 反应进度)
●转化速率为:
单位时间单位体积内的反应进度。
例如反应:
反应速率与浓度的关系如何?
影响反应速率的基本因素有:
(1)反应物的浓度
(2)反应的温度
即速率方程如何?
二、基元反应和非基元反应
非基元反应:
例:H2 + I2 = 2HI -----非基元反应
其由下列简单步骤构成:a. I2 + M = I· + I· + M
b. H2 + I· + I· = HI+HI
c. I· + I· + M = I2 + M
基元反应:反应物分子直接作用,生成新产物的反应,
即为简单的反应步骤
从微观上看,反应物分子一般总是经过若干个简单的反应步骤,才最后转化为产物分子的。
有若干个基元反应组成。
三个基元反应构成了H2 + I2 = 2HI的反应机理。
§ 反应速率公式
三分子反应:H2 + I· + I· = 2HI
反应分子数:在基元反应中同时直接参加反应的粒子数目。
三、反应分子数
§ 反应速率公式
单分子反应: A = 产物
双分子反应:CH3COOH +C2H5OH = CH3COOC2H5 +H2O
例如: