【物理化学Ⅱ】(5)- 化学动力学

《【物理化学Ⅱ】(5)- 化学动力学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、物理化学(Ⅱ)PHYSICALCHEMISTRY(5)地球生态环境与负熵流太阳地球来自太阳的热量用于光合作用的负熵流只占0.02%，即-8.94×1010w/K,而维持50亿人所需的负熵为-1.13×108w/K（2）平衡态与非平衡态并重非平衡是有序之源在一定的条件下，在封闭的平衡体系中将是自发地从有序趋向无序；在开放的非平衡体系中将是自发地从无序趋向有序。熵与经济社会生产系统低熵产品低熵能源知识技术高熵原料高熵废物废热关于热寂论的批判宇宙的大爆炸模型：宇宙初期是处在高温高密度的“热粥”状态，存在着极高温的辐射（

2、光子）和某些种类的粒子。随着宇宙的膨胀，密度减小、温度下降、在微观上形成了原子核、原子、分子（从最简单的无机分子到高级的生物大分子），在宏观上在万有引力作用下演化出银河系、超星系团、星系团、星系、恒星、太阳系和地球，在地球上又演化出生物，直到出现人类及其社会。整个宇宙的演化是从均匀到不均匀、从无序到有序，从简单到复杂，从低级到高级进化式的发展绝热膨胀下的粒子与辐射：在宇宙膨胀初期，空间有两种物质：辐射（光子）和粒子（中子、质子等重子），温度分别为Tr和Tm,,且Tr=Tm，热力学可以证明，膨胀过程Tr∝1/R,T

3、m∝,1/R2(R为宇宙的尺度因子）。这样，随着宇宙的膨胀，从温度的均匀状态走向不均匀状态。自引力系统的负热容：宇宙中的各个星系都是靠引力维系的自引力系统，自引力系统的热容是负值，因此对自引力系统，不存在稳定的热平衡状态。对于静态的封闭系统，熵才有固定的、平衡态的极大值。而对膨胀着的宇宙，根本不存在平衡态，因此，热力学第二定律根本不适用于存在自引力系统的宇宙，热寂论也就无从谈起了。参考书：《新概念物理教程--热学》赵凯华罗蔚茵《非平衡态热力学和耗散结构》李如生《平衡和非平衡统计力学》李如生《物理化学》韩德刚高执第

4、高盘良Chapter8FundamentalsofChemicalKineticsIntroduction1.Significanceofstudyonreactionkinetics(1)实现反应的现实性H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔGmθ(298K)=-287kJmol-1OH-+H+=H2OΔGmθ(298K)=-79.9kJmol-1(2)揭示反应的本质2.Contentsofstudyofchemicalkinetics(1)唯象(宏观)动力学:研究各种宏观因素(如T,p,c,催化剂等)对

5、反应速率的影响(2)微观反应动力学研究反应机理和结构与反应性能间的关系3.Developmentofchemicalkinetics历史:(1)19世纪后半叶～20世纪初:宏观动力学1850Wilhelmy首次用旋光仪测定了酸催化蔗糖水解的反应速率1879Guldberg和Waage提出了质量作用定律1889Arrhenius提出了温度与反应速率的定量关系(2)20世纪初～20世纪40年代:从宏观动力学到微观动力学的过渡1918W.C.McLewis提出气体反应速率的碰撞理论1930‘sEyring-Polany

6、i提出反应速率的过渡态理论1913Boldenstein提出链反应机理(3)20世纪50年代～现在:快速反应和分子动态学的建立前沿领域:*分子反应动力学(态--态反应动力学)*激发态反应动力学高时间分辨率的光谱(10-15s)和单原子单分子检测技术*界面反应动力学§8.1Basicconceptsofchemicalkinetics1.Reactionrate(1)Definition①isdependentonνB，butindependentofsubstances.②>0③unit:mols-1定义1:(2

7、)Measurementofreactionrate化学方法:直接测定反应物或产物的瞬间浓度变化物理方法:测定与反应物或产物浓度关的物理量(如:压力、旋光度、密度、光折射率、电导等）Unit:moldm-3s-1定义2:产物反应物ct2.Mechanismofreaction反应经历的具体步骤H2+Cl2→2HClCl2+M→2Cl+MCl+H2→HCl+HH+Cl2→HCl+Cl…2Cl+M→Cl2+M(overallreaction总包反应）3.Elementaryreactionandmolecularit

8、yofelementaryreaction由反应物粒子直接碰撞而完成的反应称为（基）元反应。（基）元反应中直接作用的反应物的粒子数称为反应的分子数。（基）元反应方程式的物质的化学计量数不能任意书写。元反应的分子数≤3H+Cl2→HCl+ClBimolecularreactionCl2→2ClUnimolecularreaction4.Simplereactionandco