阿侖尼烏斯Arrhenius公式課件.ppt

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1、§7.1化學動力學的任務(wù)和目的§7.2反應(yīng)速率的定義及測定方法§7.3基元反應(yīng)與反應(yīng)分子數(shù)§7.4濃度對反應(yīng)速率的影響§7.5溫度對反應(yīng)速率的影響§7.6幾種典型的復(fù)雜反應(yīng)§7.7鏈反應(yīng)§7.8催化反應(yīng)簡介第七章化學動力學基礎(chǔ)主要內(nèi)容1研究化學變化的方向、能達到的最大限度以及外界條件對平衡的影響。化學熱力學只能預(yù)測反應(yīng)的可能性，但無法預(yù)料:①反應(yīng)能否發(fā)生?②反應(yīng)的速率如何？③反應(yīng)的機理如何？例如：１.化學熱力學的研究對象和局限性§7.1化學動力學的任務(wù)和目的熱力學只能判斷這兩個反應(yīng)都能發(fā)生，但如何使它發(fā)生，熱力學無法回答。2化學動力學研究的內(nèi)容概括為以下兩個方面:研究各種因素,包括濃度,

2、溫度,催化劑,溶劑,光照等對化學反應(yīng)速率影響的規(guī)律;研究化學反應(yīng)過程經(jīng)歷哪些具體步驟,即所謂反應(yīng)機理。２.化學動力學研究的內(nèi)容化學動力學是把熱力學的反應(yīng)可能性變?yōu)楝F(xiàn)實性。例如：動力學認為：需一定的T，p和催化劑點火，加溫或催化劑33.化學動力學與化學熱力學的聯(lián)系與區(qū)別熱力學：研究過程的可能性。動力學：研究過程的現(xiàn)實性。熱力學不考慮時間因素，所以熱力學上可以發(fā)生的過程只是現(xiàn)實可能發(fā)生的過程，不是必然發(fā)生的。比如一個化學反應(yīng)的摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)變盡管為負，但由于反應(yīng)阻力很大，有可能實際上并不發(fā)生，因而必須研究動力學問題，即過程發(fā)生的速度問題。但熱力學上不能發(fā)生的過程，在現(xiàn)實中肯定是不能發(fā)生的

3、。熱力學與動力學相輔相成,化學反應(yīng)研究中兩方面都不可或缺。44.化學動力學的發(fā)展十九世紀的后葉：1）質(zhì)量作用定律2）阿侖尼烏斯公式；3）活化能的概念；二十世紀的前葉1)碰撞理論；2）過渡狀態(tài)理論3）鏈反應(yīng)，自由基，基元反應(yīng)1960年交叉分子束反應(yīng)，李遠哲等人1986年獲諾貝爾化學獎55.應(yīng)用意義：如何控制反應(yīng)條件、提高主反應(yīng)的速率，抑制或減慢副反應(yīng)的速率，減少原料消耗減輕分離操作的負擔，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量?？商峁┍苊馕ｋU品的爆炸、材料的腐蝕、產(chǎn)品的老化、變質(zhì)等方面的知識。6§7.2反應(yīng)速率的定義及測定方法1.反應(yīng)速率的定義速度Velocity是矢量，有方向性。速率Rate是標量，無方向

4、性，都是正值。例如:7平均速率它不能確切反映速率的變化情況，只提供了一個平均值，用處不大。8瞬時速率在濃度隨時間變化的圖上，在時間t時，作交點的切線，就得到t時刻的瞬時速率。顯然，反應(yīng)剛開始，速率大，然后不斷減小，體現(xiàn)了反應(yīng)速率變化的實際情況。9反應(yīng)進度（extentofreaction）設(shè)反應(yīng)為：10對于任意反應(yīng)0=??BB,反應(yīng)進度的微變表示為①轉(zhuǎn)化速率:單位mol·s－1廣延性質(zhì)②反應(yīng)速率r:單位mol·m－3·s－1強度性質(zhì)化學反應(yīng)速率的表示方法11③消耗速率:④生成速率:注意:轉(zhuǎn)化速率和反應(yīng)速率r都與物質(zhì)B的選擇無關(guān),但某物質(zhì)的消耗速率或生成速率須指明所選擇的物質(zhì).對于恒容體系

5、：aA+bB=dD+eE化學反應(yīng)速率的表示方法12反應(yīng)速率表示方法實例：132.反應(yīng)速率的測定從原則上看，只要測定不同時刻反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度，便可求出反應(yīng)速率。測定方法一般有化學法和物理法。見教材P124.14§7.3基元反應(yīng)與反應(yīng)分子數(shù)絕大多數(shù)化學反應(yīng)方程式并不代表反應(yīng)的真實歷程，而僅代表反應(yīng)的總結(jié)果。例如HCl的氣相合成反應(yīng)為H2+C122HCl需要經(jīng)過以下一系列步驟來完成：C12+M2Cl·+MCl·+H2HCl+H·H·+C12HCl+C1·2Cl·+MC12+M15基元反應(yīng)簡稱元反應(yīng)，若一化學反應(yīng)中反應(yīng)物分子在碰撞中相互作用直接轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锓肿?，這種反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。上例中(1

6、)～(4)都是基元反應(yīng)。1.基元反應(yīng)162.非基元反應(yīng)我們通常所寫的化學方程式只代表反應(yīng)的化學計量式，而并不代表反應(yīng)的真正歷程。如果一個化學計量式代表了若干個基元反應(yīng)的總結(jié)果，那這種反應(yīng)稱為非基元反應(yīng)，或總包反應(yīng)或總反應(yīng)。例如，下列反應(yīng)為總包反應(yīng)：基元反應(yīng)有時也稱為簡單反應(yīng)，總包反應(yīng)有時也稱為復(fù)合(雜）反應(yīng)。HCl合成反應(yīng)是由4個基元反應(yīng)組成的非基元反應(yīng)。17反應(yīng)機理:是指反應(yīng)物變?yōu)楫a(chǎn)物所經(jīng)歷的途徑，故又稱為反應(yīng)歷程。反應(yīng)機理：H2+Cl2=2HClH2+Br2=2HBr、H2+I2=2HI的歷程與以上不同。稱為氯自由基。3.反應(yīng)機理原則上,如果知道基元反應(yīng)的速率,又知道反應(yīng)機理,應(yīng)能預(yù)

7、測復(fù)合反應(yīng)的速率.反應(yīng)機理通常要由動力學實驗、非動力學實驗例如分離或檢測中間產(chǎn)物、再結(jié)合理論分析來綜合判斷.目前,多數(shù)反應(yīng)機理還只是合理的假設(shè)。184.反應(yīng)分子數(shù)反應(yīng)分子數(shù):基元反應(yīng)方程式中反應(yīng)物的分子數(shù).從微觀上說,它是直接相互碰撞能夠發(fā)生反應(yīng)的分子數(shù).基元反應(yīng)多數(shù)是單分子反應(yīng)和雙分子反應(yīng),三分子反應(yīng)不多見,尚未發(fā)現(xiàn)三分子以上的基元反應(yīng).單分子反應(yīng)A→P雙分子反應(yīng)2A→PA+B→P三分子反應(yīng)3A→P2A+B→PA+B+C→P反應(yīng)分