化学反应动力学1PPT

与实验结果一致。 3、研究物质的结构和反应能力之间的关系。 研究化学反应动力学的最终目的是为了控 制化学反应过程, 以满足生产和科学技术的 要求。
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四、动力学与热力学的关系
1. 对于一个实际应用的物（ R P ） 则反应可实用 则反应不实用 • 若热力学√（rG 0），而且：
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同一基元反应中的不同态态反应具有不同的热 力学和动力学性质。 例如, 0 K时: O(3P1) + H2(1Σ +g) OH(2Σ +) + H(2S1/2) Δ H = 380 kJ/mol O (3P1) + H2 ( 1Σ +g) OH (2П ) + H (2S1/2) Δ H = -5 kJ/mol O (1D2) + H2 ( 1Σ +g) OH ( 2Σ +) + H ( 2S1/2 ) Δ H = 200 kJ/mol O (1D2) + H2 (1Σ +g) OH (2П ) + H ( 2S1/2 ) Δ H = 185 kJ/mol
以溴化氢合成反应为例： 总反应 H2 + Br2 = 2 HBr 由以下基元反应所组成： Br2 2 Br Br + H2 HBr + H H + Br2 HBr + Br H + HBr H2 + Br 2 Br Br2
上述5个基元反应构成了溴化氢合成的反应 机理。
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根据这一反应机理，可以得出其反应速率与 反应物浓度的关系为： (反应速率)∝[H2][Br2]1/2╱{1+A[HBr]/[Br2]}
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第一章 动力学基本概念 （ Basic Concepts of Kinetics ）
§1-1 绪论 §1-2 反应速率的定义 §1-3 反应速率方程与反应级数 §1-4 反应动力学方程 §1-5 反应级数测定法
§1-6 温度对反应速率的影响 §1-7 基元反应的活化能
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§1-1 绪论
一、化学反应动力学的地位和作用 物理化学主要分支： 量子化学 催化化学 结构化学 胶体与界面化学 化学动力学 电化学 化学热力学( 统计热力学) 光化学 化学动力学与量子化学、结构化学、化学热力学 （ 统计热力学 ）构成了物理化学的主要理论基 础，为化学这一中心科学提供了一系列的原理和 5 方法。
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五、化学反应的层次及其关系
1、总包反应 若干种基元反应结合。如：H2 + Br2 = 2 HBr 当总包反应只包含一种基元反应时，称其为 简单反应；反之，则称其为复杂反应。 2、基元反应 一步完成的反应。 如：H + Br2 HBr + Br
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3、态态反应 关于“态” 平动状态： 平动能或平动速度。 转动状态： 转动量子数 J。 振动状态： 振动量子数 V。 电子状态： 如 O2 ：X3∑g-,1Δ g, 1∑g+
• 若热力学×（rG 0），则不必考虑动力 学因素，反应不可能。
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• 即一个实际的反应：需热力学、动力学均允许。
2. 热力学（平衡点）
取决于反应体系 的性质
动力学（反应速率） 与外部条件的变 化有关
两者必定有联系
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就事物普遍联系的哲学观点看 , 对于某一反 应体系，其热力学性质与动力学性质必定是 有一定联系的。 但就人们现有的认识水平，尚未有统一的定 量方法把两者联系起来。 因此，目前多为相对独立地展开反应动力学 研究（尽管化学热力学已发展得比较成熟）。
二、化学反应动力学的特点 与平衡态热力学比较，化学反应动力学的特点：
1、考虑时间这个因素（反应速率） 2、涉及化学变化所经由的中间步骤（反应机理）
例如： 在298 K及101.3 kPa下， H2 (g) +1/2O2(g) = H2O(l) Δ rGθ m = -287.19 kJ mol-1 根据热力学第二定律，该反应发生的可能性非常大。
但在上述条件下，实际观察不到H2和O2的任何变化。 如果在反应混合物里加入火花或催化剂（如铂黑），或 者把它们加热到 800℃以上，则上述反应能在瞬时完成， 以致于发生爆炸。
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三、化学反应动力学的基本任务
1、 研究反应进行的条件——温度、压力、浓 度、介质以及催化剂等对化学反应速率的 影响。
2、揭示化学反应的历程（也叫作机理）。 H2 + Cl2 = 2 HCl (1) r∝[H2][Cl2]1/2 H2 + Br2 = 2 HBr (2) r ∝[H2][Br2]1/2╱{1+A[HBr]/[Br2]} H2 + I2 = 2 HI (3) r ∝[H2][I2] 其中，r为反应速率 7
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X3∑g：
1Δ g：
*+1
*-1
*+1
*-1
*+1
*-1
*+1
*-1
*+1
*-1
1∑ +， g
*+1
*-1
X3∑g15
2S H 1S
1S 1S H 1S H2 H
H
2S 1S
1S 1S H 1S H2 H 1S
1S
1S
1S
H
1S H2
H
1S
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态态反应： （老师标记过的重点定义） 利用分子束和激光技术将反应物分子有选择地 激发到特定的某一能态（选态）上，在“单次 碰撞”中一步直接反应，使其转变成具有一定 能态（定态）分布的生成物分子，这种反应过 程叫做“态态反应”。 也即从一个选态的反应物分子一步转变成某一 定态的生成物分子，构成一个“态态反应”。 具有各种不同选态的同一种反应物在相同的反 应条件下反应，生成各种不同定态的同一种生 成物分子，构成许许多多不同的态态反应。
参考书 ：
1《化学反应动力学原理》（上、下册） 赵学庄编 （高等教育出版社） 2《化学反应动力学》 藏雅茹编（南开大学出版社） 3《化学动力学基础》 韩德刚、高盘良 （北京大学出版社）
4《 Fundamentals of Chemical Kinetics 》 S. R. Logan (世界图书出版社)
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授课内容：
第一章 动力学基本概念
第二章 复杂反应 第三章 动力学测定 第四章 溶液反应动力学 第五章 催化反应 第六章 势能面与反应途径
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第七章 双分子碰撞动态学 第八章 实验化学动态学
第九章 过渡态理论
第十章 单分子反应动力学
第十一章 多组元体系动力学：燃烧化学
第十二章 多组元体系动力学：大气化学 预备知识：高等数学，物理化学