物理化学第十一章

物理化学第十一章第一页，共九十八页，2022年，8月28日本章的重点与难点02明确反应速率，反应级数，反应分子数，基元反应的基本概念；熟悉反应速率表示法，掌握简单级数反应的速率方程和反应级数，反应速率常数的确定；掌握阿累尼乌斯公式，了解基元反应的两个速率理论，明确活化能的概念及计算方法；了解典型复合反应的机理和速率方程，明确平衡态近似法的意义；了解溶液中反应的特征，光化学反应；明确催化作用的基本概念，基本特征。第二页，共九十八页，2022年，8月28日05前言化学热力学的研究对象和局限性化学动力学的研究对象化学热力学与动力学的关联化学动力学的研究目的第三页，共九十八页，2022年，8月28日

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，但无法回答反应的速率如何及反应的机理如何等现实性的问题。05前言化学热力学的研究对象和局限性Θ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。第四页，共九十八页，2022年，8月28日化学动力学是从动态角度由宏观表象到微观分子水平研究化学反应的速率和反应的机理以及温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应速率的影响，把热力学的反应可能性变为现实性。05前言化学动力学的研究对象动力学认为：需一定的T，p和催化剂点火（），加温或催化剂。若常温、无催化剂需年。第五页，共九十八页，2022年，8月28日05前言化学动力学的研究对象第六页，共九十八页，2022年，8月28日

通过化学动力学的研究，可以知道如何控制反应条件以改变反应速率。

如工业上的许多反应，我们可以通过控制反应条件以提高反应速率从而达到提高产率的目的；而对另一些反应，我们则希望降低其反应速率，如金属的腐蚀、食品变质、塑料老化、人体衰老等过程。05前言化学动力学的研究目的第七页，共九十八页，2022年，8月28日虽然热力学和动力学是研究化学反应的两个独立步骤，但它们之间并非是毫无关联的。如果没有热力学的预言，则动力学的研究将是盲目的，有些反应，可以用测量热效应的方法来研究反应速率（如细胞的新陈代谢、水泥的水合过、环氧树脂的固化等）；而对另外一些反应，可用动力学的方法来测定热力学函数值，如燃烧过程中的重要自由基C2H*的生成热可借助动力学方法测量（由于自由基C2H*的活性很高、寿命短，无法用热力学方法测量）。05前言化学热力学与动力学的关联第八页，共九十八页，2022年，8月28日05前言化学热力学与动力学的关联第九页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.1化学反应的反应速率及速率方程对某化学反应的计量方程为：

转化速率的定义为：已知反应速率的定义为：1、反应速率的定义第十页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.1化学反应的反应速率及速率方程对定容反应：

某指定反应物A的消耗速率或某指定产物Z的生成速率：1、反应速率的定义第十一页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.1化学反应的反应速率及速率方程定容：1、反应速率的定义第十二页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.1化学反应的反应速率及速率方程基元反应：如果一个化学反应是反应物的微粒（原子、分子、离子）直接作用，一步直接实现化学反应，这个化学反应叫基元反应。2、基元反应和非基元反应①简单反应：如只包含一个基元步骤的反应。②复杂反应：包含两个或两个以上基元步骤的反应。第十三页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.1化学反应的反应速率及速率方程反应机理：组成复杂反应的基元反应的集合代表反应所经历的步骤，在动力学上称为反应的机理或反应的历程。2、基元反应和非基元反应第十四页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.1化学反应的反应速率及速率方程反应分子数：基元反应方程式中各反应物分子个数之和称为反应分子数。3、基元反应的速率方程——质量作用定律，反应分子数单分子反应双分子反应三分子反应第十五页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.1化学反应的反应速率及速率方程质量作用定律：基元反应的速率与各反应物浓度的幂乘积成正比，其中各浓度的方次为反应方程中相应组分的分子个数。3、基元反应的速率方程——质量作用定律，反应分子数速率方程中的比例常数k，叫做反应速率常数。温度一定，反应速率常数为一定值，与浓度无关。第十六页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.1化学反应的反应速率及速率方程速率方程：表示反应速率与浓度参数的函数关系；或者表示浓度参数与时间关系的方程。即v=f（c）或c=g（t），前者称为微分式，后者称为积分式。一般写成如下形式：4、化学反应速率方程的一般形式，反应级数反应级数：上式中各浓度的方次nA和nB等，分别称为反应组分A和B等的反应分级数，量纲为一。反应总级数（简称反应级数）n为各组分反应分级数的代数和：第十七页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.2速率方程的积分形式第十八页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.2速率方程的积分形式第十九页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.3速率方程的确定对于只有一种反应物的化学反应：速率方程通常具有如下的形式：说明：所谓速率方程的确定，就是确定k和n两个动力学参数，而关键是确定反应级数n。第二十页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.3速率方程的确定对于两种反应物的化学反应：速率方程通常具有如下的形式：说明：①当a=b且cA0=cB0或当a≠b且cA0/a=cB0/B时，速率方程可化为②当a≠b且cA0/a=cB0/b时，需要确定k和nA和nB三个动力学参数。第二十一页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.3速率方程的确定第二十二页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.3速率方程的确定第二十三页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.3速率方程的确定第二十四页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.3速率方程的确定第二十五页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.4温度对反应速率的影响，活化能第二十六页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.4温度对反应速率的影响，活化能①②第二十七页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.4温度对反应速率的影响，活化能第二十八页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.4温度对反应速率的影响，活化能第二十九页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.4温度对反应速率的影响，活化能第三十页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.4温度对反应速率的影响，活化能第三十一页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应复合反应：两个或两个以上基元反应的组合。之前讨论的是在表观上单向的、无副反应、无中间产物，或虽有中间产物但浓度甚微，因而在反应过程中符合总的计量式的非依时计量学反应的简单复合反应，下面讨论依时计量学反应的复杂复合反应，典型的组合方式有以下三类：第三十二页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应第三十三页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应第三十四页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应第三十五页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应第三十六页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应第三十七页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应第三十八页，共九十八页，2022年，8月28日第三十九页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应第四十页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应第四十一页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.5典型复合反应第四十二页，共九十八页，2022年，8月28日第四十三页，共九十八页，2022年，8月28日第四十四页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.6复合反应速率的近似处理法第四十五页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.6复合反应速率的近似处理法第四十六页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.6复合反应速率的近似处理法第四十七页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.6复合反应速率的近似处理法8802106669244第四十八页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.7链反应第四十九页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.7链反应第五十页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.7链反应第五十一页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.7链反应第五十二页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.7链反应第五十三页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.8气体反应的碰撞理论第五十四页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.8气体反应的碰撞理论第五十五页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.8气体反应的碰撞理论第五十六页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.8气体反应的碰撞理论第五十七页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第五十八页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第五十九页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十一页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十二页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十三页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十四页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十五页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十六页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十七页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十八页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第六十九页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.9势能面与过渡状态理论第七十页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.10溶液中反应第七十一页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.10溶液中反应第七十二页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.10溶液中反应第七十三页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.10溶液中反应第七十四页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.10溶液中反应第七十五页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.10溶液中反应第七十六页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.12光化学第七十七页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.12光化学第七十八页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.12光化学第七十九页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.12光化学第八十页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.12光化学第八十一页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.12光化学第八十二页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.12光化学第八十三页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.12光化学第八十四页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.13催化作用的通性第八十五页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.13催化作用的通性第八十六页，共九十八页，2022年，8月28日05§11.13催化作用的通性第八十七页，共九十八页，2022年，8月28日