物 理 化 学 教 案
新疆大学化学化工学院物理化学教研室 刘月娥
第十一章 化学动力学基础(一)
11.1 化学动力学的任务和目的
一、化学动力学与热力学的关系 热力学:研究反应进行的方向和最大限度以及外界条件对平衡的影响,即研究物质变化的可能性。
动力学:研究反应进行的速率和反应的历程(机理),即研究如何把这种可能性变为现实性。 如:298k时
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?gh2 + 1/2o2 = h2o(l) rm = -237.2 kj/mol ka = 3.79?1041 ?
naoh + hcl = nacl + h2o ?rgm = -79.9 kj/mol ka =
1.01?1014
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化学平衡和反应速率相关联,但限于人们的认识水平,目前还没有统一的定量方法将其联系起来,还须分别进行研究。
二、化学动力学的任务和目的
1. 1. 研究各种因素,包括浓度、温度、催化剂、溶剂、光照等对化学反应速率的影响; 2. 2. 揭示化学反应如何进行的机理,研究物质的结构与反应性能的关系,了解反应历程
可帮助了解有关物质结构的知识;
3. 3. 目的是为了能控制反应的进行,使反应按人们所希望的速率进行并得到所希望的产
品。
三、化学动力学的发展简史
第一阶段:宏观动力学阶段(十九世纪后半叶)
主要成就:质量作用定律和阿累尼乌斯公式的确立,提出了活化能的概念。 但由于测试手段低,只能研究总包反应
过渡阶段:宏观向微观过渡阶段(二十世纪前叶)
主要成就:链反应(燃烧反应、有机物分解、烯烃的聚合);反应历程中有自由基存在;总包反应由许多基元反应组成。链反应的发现使化学动力学的研究从总包反应深入到基元反应,实现了从宏观向微观的过渡。
第二阶段:微观动力学阶段(二十世纪五十年代后) 主要成就:碰撞理论,过渡态理论
分子束和激光技术的发展和应用,产生分子反应动态学(或分子态反应动力学)
我国物理化学家李远哲(美籍华人)由于在交叉分子束方法的研究上作出杰出的贡献,与美国科学家赫希巴赫同时获得1986年诺贝尔化学奖。
11.2 化学反应速率表示法
一、反应速率(描述化学反应进展情况)
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nr(t)?nr(0)
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np(t)?np(0)
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1dnr(t)?
dt
1dnp(t)?
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