化学动力学基础

物理化学中，第八章化学动力学基础。化学动力学，也称反应动力学、化学反应动力学，是物理化学的一个分支，是研究化学过程进行的速率和反应机理的物理化学分支学科。它的研究对象是性质随时间而变化的非平衡的动态体系。

化学动力学基础

• 化学动力学基本概念
  • 化学反应速率
    • 表示化学反应的反应速率与浓度等参数间的关系是或浓度与时间等参数间的关系式，称为化学反应的速率方程式简称速率方程或称为动力学方程
  • 化学反应速率方程和反应级数
    • 化学反应的速率方程叫化学反应的动力学方程，他是反应速率的微分方程速率方程中，各反应物浓度项的指数称为该反应分级数
  • 用气体组分的分压表示的速率方程
  • 化学反应机理
    • 基元反应简称元反应，如果一个化学反应反应物分子在碰撞中相互作用，直接转化为生成物分子，这种反应称元反应
  • 质量作用定律
    • 1867年，挪威的古德贝克及伐克提出质量作用定律对于基元反应反应速率与反应浓度的幂的乘积成正比，幂指数就是基元反应方程中各反应物的系数
• 简单级数反应
  • 零级反应
    • 反应速率方程中，反应物浓度象不出现及反应速率与反应物浓度无关，这种反应称为零级反应
  • 一级反应
    • 若时间确定某反应物A的消耗速率与反应物A物质的量浓度，一次方程正比称为一级反应
  • 二级反应
    • 若实验确定某反应的反应速率与反应物的物质的量浓度，二次方成正比称为二级反应
  • n级反应
    • 仅由一种反应物A生成产物的反应，反应速率与A浓度的n次方成正比，或有几种反应物则称为n级反应
• 反应级数确定方法
  • 微分法
  • 积分法
  • 半衰期法
  • 隔离法
• 温度对反应速率的影响
  • 范特霍夫经验规则
    • 温度对反应速率的影响主要体现在温度对速率系数k的影响
  • 阿伦尼乌斯方程
    • 在温度范围不太宽时，阿伦尼乌斯方程适用于基元反应和许多脓包反应，也常应用一些非均相反
  • 实验活化能
    • 活化能及指前参量的定义;基元反应活化能的意义
• 典型的复合反应
  • 对行反应
    • 正逆两个方向，同时进行的反应又称为可逆反应或对峙反应
  • 平行反应
    • 平行反应是指同一反应物平行进行着两个或两个以上基元反应的复合反应
  • 连串反应
    • 某一反应到产物能在起反应而产生其他物质的反应，称为连串反应
• 复合反应的速率方程
  • 复合反应速率方程的近似处理法
    • 由控制步骤法不求精确解可得到完全相同的结果，同时控制步骤叫其他步骤越慢，结果越准确
  • 稳态近似法
    • 文泰或定态是指某中间物的生成与消耗速率相等，已知浓度不随时间变化的状态
  • 非基元反应的表观活化能与基元反应活化能之间的关系
  • 链反应
    • 链的开始，链的传递链的终止
  • 爆炸与支链反应
    • 引起爆炸更重要的原因是支链反应
• 光化学反应
  • 光化学反应基本定律
    • 光化学第一定律，只有被物质吸收的光，对于光化学反应才有效；在化学反应的初级过程中，物质需每吸收一个光子，活化一个分子
  • 光化学反应动力学
    • 光化学反应不遵守吉布斯函数减少
    • 光化学反应速率温度影响很小
    • 光化学反应的动力学性质和平行性质都有选择性及与光的波长和强度有关
• 催化反应
  • 催化反应的基本概念
    • 催化剂是通过参加化学反应来加快反应速率的，但是反应的结果本身却能够恢复催化剂的这种作用，称为催化作用
  • 催化反应的基本特征
    • 催化剂参与催化反应大反应终了时，催化剂的化学性质和数量都不变
    • 催化剂只能缩短达到平衡的时间，而不能改变平衡状态
    • 催化剂不改变反应系统的始末状态，当然也不会改变反应热
    • 催化剂对反应的加速作用具有选择性
  • 均相催化反应
    • 气相催化
    • 酸碱催化
    • 络合催化
    • 酶催化
  • 多相催化反应
    • 催化剂表面上的吸附
    • 多相催化反应的步骤
    • 表面反应控制的气固相催化反应动力学
    • 温度对表面反应速率的影响
    • 活性中心理论