11.化学动力学基础.PDFVIP

教 学 做 内 容 备 注 第十一章 化学动力学基础 （一） 教材分析： 本章以及下边一章是物理化学内容的又一个重要的方面——化学动力学，本 章介绍化学动力学的基本内容，分析了几个复杂反应的速率方程。在化学反应机 理的内容中可适当地介绍一些近代微观动力学知识。 教学目的与要求： 使学生了解和掌握化学动力学的一些基本概念，测定化学 反应速率的一般 方法，几种简单级数反应的动力学特征，几种典型的复杂反应的动力学特征，温 度对反应速率的影响，有自由基参加的反应的动力学特征，拟定反应动力学方程 的一般方法。 重点与难点： 化学动力学的一些基本概念：反应的级数与反应的分子数，基元反应与非基 元反应以及反应的速率的描述方法等；简单级数反应的动力学特征，几种典型复 杂反应的动力学特征，温度对反应速率的影响 （反应活化能的概念），链反应的 动力学特征以及动力学方程的推导方法。 教学内容： 化学动力学的一些基本概念，反应分子数与反应级数的区别与联系，反应速 率表示法以及简单反应的浓度与时间的关系式，反应级数的实验测定法，对峙反 应、平行反应和连串反应的动力学公式应着重了解速率方程式的建立以及浓度与 时间的关系式，稳态法与平衡浓度法处理速率方程的意义，链反应的特征与爆炸 反应的机理，活化能的概念及其对反应速率的影响。 思考题，作业题： 1. 课后全部复习题； 2. 作业题：1，2 ，3，6，9，10，12，13，16，18，19，21 ，26，27，31， 34，36. 教 学 做 内 容 备 注 第十章 化学动力学基础 （一） 第一节 化学动力学的任务和目的 一、化学动力学的任务和目的 化学热力学主要研究反应的方向、限度和外界因素对平衡的影响。解决反应 的可能性，即在给定条件下反应能不能发生，及反应进行的程度，而化学动力学 主要研究反应的速率及反应机理。主要解决反应的现实性问题。例如反应： 的 说明该反应向右进行的趋势是很大的，但是在 通常情况下若把 H ,O 放在一起几乎不发生反应。计算表明：283 K 时，要生成 2 2 0.15 %的水需长达 10.60 亿年的时间。但如果将温度升至 1073 K （800 ℃）时， 该反应以爆炸的方式瞬时完成。又例如：合成氨反应，在 300p 及 500C°时，按 热力学计算，此应的最大可能转化率为 26 ％ 左右，但是如果不加催化剂，这 个反应速率非常慢，当有铁触媒作催化剂时，反应才能较快地进行。 化学动力学的基本任务是：了解反应速率，讨论各种因素 （浓度、压力、温 度、介质 、催化剂等）对反应速率的影响，研究反应机理、讨论反应中的决速 步等。 二、化学动力学发展概况 1850 年，人们提出浓度与反应速率的关系；十九世纪末：范霍夫、阿仑尼 乌斯讨论了反应速率与温度的关系；二十世纪化学动力学、催化等有了新的发展， 特别是许多新技术如：激光、交叉分子束、计算机等用于动力学的研究，目前动 力学的研究已从宏观动力学的研究进入到态-态反应动力学的研究。 第二节 化学反应速率的表示 一、反应速率的表示 在等容反应体系中，化学反应速率通常用反应物浓度随时间的变化率来表 示，此为瞬时反应速率，但由于反应物浓度随时间的增加而减小，产物浓度随时 间的增加而增加，反应速率一般规定为正值。 故反应速率以反应物或产物表示时，分别为 。 但对于一般反应说，采用不同物质的浓 度随时间的变化率表示时，反应速率的数值 是各不相同的。我们可以选用反应中任何一 种物质浓度随时间的变化来表示反应速率， 图 11.1 浓度与时间的关系 但是得到的速率数值可能互不相同，这样对 同一反应就出现了用不同物质表示反应速率时，数值不等的现象。为了避免此现 教