阿仑尼乌斯Arrhenius公式课件.ppt

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1、§7.1化学动力学的任务和目的§7.2反应速率的定义及测定方法§7.3基元反应与反应分子数§7.4浓度对反应速率的影响§7.5温度对反应速率的影响§7.6几种典型的复杂反应§7.7链反应§7.8催化反应简介第七章化学动力学基础主要内容1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:①反应能否发生?②反应的速率如何？③反应的机理如何？例如：１.化学热力学的研究对象和局限性§7.1化学动力学的任务和目的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。2化学动力学研究的内容概括为以下两个方面:研究各种因素,包括浓度,

2、温度,催化剂,溶剂,光照等对化学反应速率影响的规律;研究化学反应过程经历哪些具体步骤,即所谓反应机理。２.化学动力学研究的内容化学动力学是把热力学的反应可能性变为现实性。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33.化学动力学与化学热力学的联系与区别热力学：研究过程的可能性。动力学：研究过程的现实性。热力学不考虑时间因素，所以热力学上可以发生的过程只是现实可能发生的过程，不是必然发生的。比如一个化学反应的摩尔反应吉布斯函数变尽管为负，但由于反应阻力很大，有可能实际上并不发生，因而必须研究动力学问题，即过程发生的速度问题。但热力学上不能发生的过程，在现实中肯定是不能发生的

3、。热力学与动力学相辅相成,化学反应研究中两方面都不可或缺。44.化学动力学的发展十九世纪的后叶：1）质量作用定律2）阿仑尼乌斯公式；3）活化能的概念；二十世纪的前叶1)碰撞理论；2）过渡状态理论3）链反应，自由基，基元反应1960年交叉分子束反应，李远哲等人1986年获诺贝尔化学奖55.应用意义：如何控制反应条件、提高主反应的速率，抑制或减慢副反应的速率，减少原料消耗减轻分离操作的负担，提高产品的产量和质量。可提供避免危险品的爆炸、材料的腐蚀、产品的老化、变质等方面的知识。6§7.2反应速率的定义及测定方法1.反应速率的定义速度Velocity是矢量，有方向性。速率Rate是标量，无方向

4、性，都是正值。例如:7平均速率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。8瞬时速率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，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。9反应进度（extentofreaction）设反应为：10对于任意反应0=BB,反应进度的微变表示为①转化速率:单位mol·s－1广延性质②反应速率r:单位mol·m－3·s－1强度性质化学反应速率的表示方法11③消耗速率:④生成速率:注意:转化速率和反应速率r都与物质B的选择无关,但某物质的消耗速率或生成速率须指明所选择的物质.对于恒容体系

5、：aA+bB=dD+eE化学反应速率的表示方法12反应速率表示方法实例：132.反应速率的测定从原则上看，只要测定不同时刻反应物或产物的浓度，便可求出反应速率。测定方法一般有化学法和物理法。见教材P124.14§7.3基元反应与反应分子数绝大多数化学反应方程式并不代表反应的真实历程，而仅代表反应的总结果。例如HCl的气相合成反应为H2+C122HCl需要经过以下一系列步骤来完成：C12+M2Cl·+MCl·+H2HCl+H·H·+C12HCl+C1·2Cl·+MC12+M15基元反应简称元反应，若一化学反应中反应物分子在碰撞中相互作用直接转变为生成物分子，这种反应称为基元反应。上例中(1

6、)～(4)都是基元反应。1.基元反应162.非基元反应我们通常所写的化学方程式只代表反应的化学计量式，而并不代表反应的真正历程。如果一个化学计量式代表了若干个基元反应的总结果，那这种反应称为非基元反应，或总包反应或总反应。例如，下列反应为总包反应：基元反应有时也称为简单反应，总包反应有时也称为复合(杂）反应。HCl合成反应是由4个基元反应组成的非基元反应。17反应机理:是指反应物变为产物所经历的途径，故又称为反应历程。反应机理：H2+Cl2=2HClH2+Br2=2HBr、H2+I2=2HI的历程与以上不同。称为氯自由基。3.反应机理原则上,如果知道基元反应的速率,又知道反应机理,应能预

7、测复合反应的速率.反应机理通常要由动力学实验、非动力学实验例如分离或检测中间产物、再结合理论分析来综合判断.目前,多数反应机理还只是合理的假设。184.反应分子数反应分子数:基元反应方程式中反应物的分子数.从微观上说,它是直接相互碰撞能够发生反应的分子数.基元反应多数是单分子反应和双分子反应,三分子反应不多见,尚未发现三分子以上的基元反应.单分子反应A→P双分子反应2A→PA+B→P三分子反应3A→P2A+B→PA+B+C→P反应分