第十一章动力学基础(一)学习课程.ppt

第十一章动力学基础(一)
积分法
微分法
半衰期法
孤立法
平行反应
对峙反应
连续反应
链反应
一级反应
§ 化学动力学的任务和目的
第十一章化学动力学基础(一)
§ 化学反应速率的表示法
§ 化学反应的速率方程
§ 具有简单级数的反应
§ 几种典型的复杂反应
*§ 基元反应的微观可逆性原理
§ 温度对反应速率的影响
*§ 关于活化能
§ 链反应
*§ 拟定反应历程的一般方法
§ 化学动力学的任务和目的
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。化学热力学可以预测反应的可能性,但如何把可能性变为现实性?反应的速率如何?反应的机理如何?热力学不能给出回答。例如:
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。
化学热力学的研究对象和局限性
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
化学动力学的研究对象
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
§ 化学动力学的任务和目的
19世纪后半叶,宏观反应动力学阶段。主要成就是质量作用定律和Arrhenius公式的确立,提出了活化能的概念。
化学动力学发展简史
20世纪50年代以后,微观反应动力学阶段。对反应速率从理论上进行了探讨,提出了碰撞理论和过渡态理论,建立了势能面。发现了链反应,从总包反应向基元反应过渡。由于分子束和激光技术的发展,开创了分子反应动态学。
20世纪前叶,宏观反应动力学向微观反应动力学过渡阶段
近百年来,由于实验方法和检测手段的日新月异,如磁共振技术、闪光光解技术等,使化学动力学发展极快
1950年左右,时间分辨率小于
动力学理论尚不够完善,还需继续努力
化学动力学发展简史
1970年左右,时间分辨率到了
1980年左右,时间分辨率到了
2000年左右,时间分辨率到了
§ 化学反应速率的表示法
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:
瞬时速率
浓度c
时间
反应物[R]
反应物和产物的浓度随时间的变化
产物[P]
在浓度随时间变化的图上,在时间t 时,作交点的切线,就得到 t 时刻的瞬时速率。
显然,在大多数反应系统中,反应刚开始,速率大,然后不断减小,体现了反应速率变化的实际情况。
反应进度(extent of reaction)
设反应为: