( 物理化学课件）第八章化学动力学基础.pdf

物理化学 第8章化学动力学基础 厦门大学 材料科学与工程系 黄雅熙 第8章化学动力学基础 8.1 化学动力学简介 8.2 反应速率 8.3 速率方程 8.4 速率方程的积分式 8.5 速率方程的确定 8.6 速率与温度的关系 8.7 基元反应和复合反应 8.8 化学动力学和平衡态 8.9 基元反应和复合反应的活化能 8.10 反应机理的推测 8.1 化学动力学简介 对于一个实际的化学反应过程，往往需考察热力学 和动力学两个方面： 1. 热力学： • 反应的方向、限度、外界对平衡的影响； • 给出反应发生的可能性、平衡点（即体系可能的能 量最低点）； • 不考虑反应所需用的时间和中间历程。 8.1 化学动力学简介 对于大多数化学反应，并非一步完成，需分几步来 完成： 2. 动力学： • 反应速率、反应历程（机理），给出反应若可能 发生，能否转化为现实（即考虑反应速率）。 8.1 化学动力学简介 对于一个实际应用的（等温等压）反应： 反应物 → 产物（R →P ） 若热力学 （ΔG 0 ），而且： r • 动力学 则反应可实际应用 • 动力学 × 则反应不实际应用 若热力学 × （Δ G 0 ），则不必考虑动力学因 r 素，反应不可能。 一个实际发生的反应：需热力学、动力学均允许。 8.1 化学动力学简介 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 8.1 化学动力学简介 化学动力学研究的复杂性 1. 反应历程涉及多种可能的复杂组合 反应历程涉及分子、原子的化分、化合，有多种 可能的组合，是一个复杂问题。 对于一个计量关系很简单的反应 例如：H2 + I2 = 2 HI 可能有几种的反应机理。 8.1 化学动力学简介 2. 实验检测技术的限制 反应的中间产物（常为自由基或自由原子）的 活泼性、短寿命，导致极难检测它们的存在及 浓度之变化； 难以用实验手段来验证所假设的反应机理（如 反应中自由原子 的测定）。 8.1 化学动力学简介 3. 外部影响敏感 反应体系中微量杂质、反应器的形状、光线 照射等对反应速率、历程有影响。 所以对动力学研究的实验设备的要求较高, 也制约了早期化学动力学研究的发展。 8.1 化学动力学简介 化学动力学的任务和目的 化学热力学的研究对象和局限性 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 无法预料反应能否发生？反应的速率如何？反应的机理如