化学动力学基础

这是一篇关于化学动力学基础的思维导图，主要内容包括：研究内容，基本术语、化学反应速率，浓度对化学反应速率的影响，温度对化学反应速率的影响，化学反应速率理论与反应机理简介，催化作用。

化学动力学基础

• 研究内容
• 基本术语、化学反应速率
• 浓度对化学反应速率的影响
• 温度对化学反应速率的影响
• 化学反应速率理论与反应机理简介
  • 碰撞理论
    • 反应物分子之间的相互碰撞是反应进行 的先决条件。碰撞频率的大小决定反应 速率的大小，但并非所有的分子间相互 碰撞都能发生化学反应，只有极少数碰 撞才是有效碰撞。不能发生反应的碰撞 叫无效碰撞，或弹性碰撞。
    • 有效碰撞条件
      • 反应物分子相互碰撞时有合适取向
      • 相互碰撞的分子必须具有足够能量
        • 活化分子所具有的最低能量成为活化能
        • p：方位因子；Z：碰撞次数；f：活化分子碰撞次数
    • 优缺点
      • 直观，成功解释了一些实验事实
      • 把分子看作是没有内部结构和内部运动的刚性球体、模型过于简单，对于涉及到结构复杂的分子的反应，这个理论适应性则比较差
  • 过渡态理论
    • 化学反应不只是通过反应物分子的简单碰撞就能产生产物，而是要经过一个过渡态（活化配合物）
    • 形成过渡态需要一定活化能
      • 活化能：过渡态平均能量与反应物分子平均能量之差值
    • 活化能大小决定了反应速率的快慢（内因）
    • 优缺点
      • 过渡态理论提供了反应动力学与热力学之间的联系，同时该理论将反应中涉及的物质的微观结构与反应速率结合起来，这是比碰撞理论先进的一面
      • 过渡态理论一个很大的优点就是很好地解释了催化剂对化学反应速率的影响
      • 由于过渡态寿命极短（~10-12 s），对其结构进行测定非常困难，加上计算方法过于复杂，致使这一理论的应用受到限制
• 催化作用
  • 催化剂
    • 在化学反应中，可以改变反应的速率，但本身在反应前后没有数量的变化，同时也没有化学性质的改变的物质，称为催化剂
    • 分为正催化剂和负催化剂
    • 催化剂特征
      • 只改变化学反应速率，不能使不存在不能发生的反应变为现实
      • 催化剂只能缩短达到平衡所需要的时间，不能改变平衡状态，不能使平衡发生移动
      • 催化剂有选择性
      • 催化剂只在特定条件下才具有催化活性，否则将失活或中毒
      • 工业催化剂通常还需要一定的载体和助催化剂
        • 载体：支持活性物质
        • 助催化剂：提高催化剂催化作用
  • 催化反应机理
    • 催化作用实质：改变反应历程，降低反应活化能
  • 催化反应分类
    • 均相催化
      • 催化剂与反应物处于同一相的催化反应 均相催化反应通常在气相或液相中进行，催化剂和反应物均溶于气相或液相中
    • 多相催化
      • 催化剂与反应物不处于同一相的催化反应。大多数催化反应属于这一类型 催化剂通常是固体，反应物可以是气体、液体或固体。多相催化反应都是在催化剂的表面进行，或者说，反应发生在相与相的界面上
    • 酶催化
      • 绝大多数酶是具有催化作用的蛋白质，少数酶是具有催化作用的 RNA 酶催化又称生物催化。生物体内的反应几乎都是在酶催化下进行的
        • 催化活性高
        • 转移选择性
        • 催化条件温和