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化学反应动力学  041M4012H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:陈波珍
课程编号: 041M4012H 课时: 50 学分: 3.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:陈波珍
英文名称: Kinetics of Chemical Reaction

教学目的、要求

教学目的、要求 
本课程为化学学科物理化学专业硕士生和博士生的专业核心课。其主要内容包括:动力学研究方法,溶液反应动力学,气相反应动力学,元反应的速率理论(碰撞理论,过渡态理论,单分子反应速率理论);复杂体系(燃烧化学、大气化学)动力学及多相反应等。
 通过对本课程的学习,使学生掌握化学反应动力学的唯象定理及应用。掌握对于各类典型反应动力学的行为的不同处理方法,要求学生能运用这些知识处理一些实际问题。

预修课程

高等数学,物理化学。

教 材

主要内容

三、讲授内容 

 第一章 动力学基本概念 
 化学反应速率的定义;速率方程和反应动力学方程;反应的分子数和级数;反应级数测定法;温度对反应速率的影响;基元反应活化能。
 第二章 复杂反应 
 平行反应;对峙反应;连续反应;近似方法;复杂反应机理举例。
 第三章 动力学测定 
 动力学测定技术;动力学数据处理。
 第四章 溶液反应动力学
 溶液中反应的特点;反应速率的表观理论;扩散控制反应;慢反应;离子间反应的溶剂效应;压力对溶液反应速率的影响。
 第五章 催化反应 
 催化作用和基本特征;均相催化反应;自催化和化学振荡反应;酶催化、酶催化阻化;复相催化反应历程和表面反应。
 第六章 势能面与反应途径 
 分子间势能;分子中键的势能;势能面;势能面的从头计算;势能函数;对称性与反应坐标。
 第七章 双分子碰撞动态学 
 简单碰撞理论;双体经典散射;复杂散射过程。
 第八章 实验化学动态学 
 分子束散射;态分辨光谱技术;H + H2反应的分子动态学;F + H2反应的态-态动力学。
 第九章 过渡态理论 
 势能面上的运动;过渡态理论的假设和公式推导;过渡态理论的量子力学效应;过渡态理论的热力学表达式 ;过渡态理论的应用;过渡态区域的实验观察。 
 第十章 单分子反应动力学 
Lindemann-Hinshelwood理论;RRK理论;RRKM理论;RRKM理论的应用。
 第十一章 多组元体系动力学:燃烧化学 
 链反应;氢-氧反应 、爆炸燃烧过程;甲烷燃烧过程。
 第十二章 多组元体系动力学:大气化学 
 大气的物理结构;大气的化学组成;大气中的光化学;涉及平流层臭氧的催化©循环。
教学重点与难点 

 教学重点:围绕化学反应动力学的两个重要参数:活化能和反应速率常数,从宏观和微观阐述反应速率常数和活化能的内禀含义;如何通过实验手段和理论计算确定反应速率常数和活化能;如何将理论知识应用于科研实践。
 课程难点:势能面与反应途径的理解;反应速率的理论。

学时分配与进度计划 

 第一章 动力学基本概念 (4课时)
 第二章 复杂反应 (5课时)
 第三章 动力学测定 (2课时)
 第四章 溶液反应动力学(5课时)
 第五章 催化反应 (5课时)
 第六章 势能面与反应途径 (5课时)
 第七章 双分子碰撞动态学 (5课时)
 第八章 实验化学动态学 (2课时)
 第九章 过渡态理论 (5课时)
 第十章 单分子反应动力学 (4课时)
 第十一章 多组元体系动力学:燃烧化学 (3课时)
 第十二章 多组元体系动力学:大气化学 (3课时)

参考文献

1. Jeffrey I. Steinfeld, Joseph S. Francisco, William L. Hase, Chemical Kinetics and Dynamics, Prentice-Hall,USA,1999.
 2. 藏雅茹,《化学反应动力学》,南开大学出版社,天津,1995。
3. 赵学庄,《化学反应动力学原理》,高等教育出版社,北京,1984。
4. Logan, S. R., Fundamentals of Chemical Kinetics,世界图书出版公司,北京,1997。

授课时间: 星期二, 第1、2节
授课地点: 教2-106
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16

授课时间: 星期五, 第1、2节
授课地点: 教2-106
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16

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