如何研究化學反應的機理

⑴ 90年代,李遠哲教授運用什麼實驗研究化學反應微觀機理獲得成功

李遠哲主要從事化學動態學的研究，在化學動力學、動態學、分子束及光化學方面貢獻卓著。分子束方法是一門新技術，1960年才開始試驗成功，交叉分子束方法起初只適用於鹼金屬的反應，後來由李遠哲在1967年同赫休巴赫(D. R. Herschbach)教授共同研究創造，把它發展為一種研究化學反應的通用的有力工具。此後十多年中，又經李遠哲將這項技術不斷加以改進創近，用於研究較大分子的重要反應。他所設計的「分子束碰撞器」和「離子束碰撞器」，已能深入了解各種化學反應的每一個階段過程，使人們在分子水平上研究化學反應的每一個階段過程，使人們在分子水平上研究化學反應所出現的各種狀態，為人工控制化學反應的方向和過程提供新的前景。

⑵ 怎麼學習有機化學的反應機理......

有機反應中有一些比較典型的機理，比如S1，S2，E1，E2，D-A反應，親電加成，親核加成等。這也機理中包含了有機反應的一些典型規律，應該掌握這些典型的機理。對於其他一些反應機理，可以在了解了這些典型規律後，加以理解記憶。

⑶ 化學反應機理

化學反應機理是化學中用來描述某一化學變化所經由的全部基元反應。雖然整個化學變化所發生的物質轉變可能很明顯，但為了探明這一過程的反應機理，常常需要實驗來驗證。反應機理中各步的順序也是很重要的。機理詳細描述了每一步轉化的過程，包括過渡態的形成，鍵的斷裂和生成，以及各步的相對速率大小，等等。總反應的速率方程由反應機理中最慢的一步，也就是速率控制步驟所決定。
化學中，反應機理用來描述某一化學變化所經由的全部基元反應。雖然整個化學變化所發生的物質轉變可能很明顯，但為了探明這一過程的反應機理，常常需要實驗來驗證。
機理詳細描述了每一步轉化的過程，包括過渡態的形成，鍵的斷裂和生成，以及各步的相對速率大小，等等。完整的反應機理需要考慮到反應物、催化劑、反應的立體化學、產物以及各物質的用量。

⑷ 化學反應原理知識點總結有哪些

化學反應原理知識點總結有：

1、反應熱：一定條件下，一定物質的量的反應物之間完全反應所放出或吸收的熱量。

2．焓變（ΔH)的意義：在恆壓條件下進行的化學反應的熱效應。

3、焓變單位：kJ/mol。

4、焓變產生原因：化學鍵斷裂——吸熱化學鍵形成——放熱 放出熱量的化學反應。

5、常見的放熱反應：所有的燃燒反應、酸鹼中和反應、大多數的化合反應、金屬與酸的反應、生石灰和水反應、濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等。

6、常見的吸熱反應：晶體Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl、大多數的分解反應、以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應。

7、書寫化學方程式注意要點：熱化學方程式必須標出能量變化。熱化學方程式中必須標明反應物和生成物的聚集狀態。熱化學反應方程式要指明反應時的溫度和壓強。熱化學方程式中的化學計量數可以是整數，也可以是分數。各物質系數加倍，△H加倍；反應逆向進行，△H改變符號，數值不變。

8、燃燒熱概念：25 ℃，101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩定的化合物時所放出的熱量。燃燒熱的單位用kJ/mol表示。

9、燃燒熱研究條件：101 kPa反應程度：完全燃燒，產物是穩定的氧化物。

10、中和熱概念：在稀溶液中，酸跟鹼發生中和反應而生成1mol H2O，這時的反應熱叫中和熱。

⑸ 研究化學反應機理有什麼作用

你掌握了化學反應機理後，可以直接根據物質的
化學結構
，推斷這個反應是否能進行下去，然後再進行驗證。或者跟據實驗現象，推斷化學反應是怎麼產生的。

⑹ 化學反應原理

化學反應

（化學名詞）
編輯
分子破裂成原子，原子重新排列組合生成新物質的過程，稱為化學反應。在反應中常伴有發光發熱變色生成沉澱物等，判斷一個反應是否為化學反應的依據是反應是否生成新的物質。[1-2] 但核反應不屬於化學反應。
中文名
化學反應
外文名
Chemical reaction
別 稱
化學變化
提出者
布特列諾夫
提出時間
1861
應用學科
化學
適用領域范圍
化學研究
適用領域范圍
化學研究
目錄
1 實質
2 主要形式
3 反應能量
4 反應判斷
5 反應中間物
6 反應條件
7 反應速率
8 化學平衡
9 化學研究
10 反應現象

實質
編輯
是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。

各種化學反應(12張)

在反應中常伴有發光、發熱、變色、生成沉澱物等。判斷一個反應是否為化學反應的依據是反應是否生成新的物質。根據化學鍵理論，又可根據一個變化過程中是否有舊鍵的斷裂和新鍵的生成來判斷其是否為化學反應。[1] 主要形式
編輯
按反應物與生成物的類型分四類：化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應
按電子得失可分為：氧化還原反應、非氧化還原反應；氧化還原反應包括：自身氧化還原，還原劑與氧化劑反應
異構化：(A →B) ：化合物是形成結構重組而不改變化學組成物。[1]
化學合成：化合反應
簡記為：A + B = C：二種以上元素或化合物合成一個復雜產物。（即由兩種或兩種以上的物質生成一種新物質的反應。）
化學分解：分解反應
簡記為：A = B + C ：化合物分解為構成元素或小分子。（即化合反應的逆反應。它是指一種化合物在特定條件下分解成兩種或兩種以上較簡單的單質或化合物的反應。）[1]
置換反應（單取代反應)
簡記為：A+BC=B+AC ：表示額外的反應元素取代化合物中的一個元素。（即指一種單質和一種化合物生成另一種單質和另一種化合物的反應。）[1]
（置換關系是指組成化合物的某種元素被組成單質的元素所替代。置換反應必為氧化還原反應，但氧化還原反應不一定為置換反應。）
化學反應公式
根據反應物和生成物中單質的類別，置換反應有以下4種情況：
①較活潑的金屬置換出較不活潑的金屬或氫氣
②較活潑的非金屬置換出較不活潑的非金屬
③非金屬置換出金屬
④金屬置換出非金屬
（詳細請見置換反應詞條……）[3]
復分解反應（雙取代反應）
簡記為：AB+CD=AD+CB ：在水溶液中（又稱離子化的）兩個化合物交換元素或離子形成不同的化合物。(即由兩種化合物互相交換成分，生成另外兩種化合物的反應。)
復分解反應的本質是溶液中的離子結合成難電離的物質（如水）、難溶的物質或揮發性氣體，而使復分解反應趨於完成。酸、鹼、鹽溶液間發生的反應一般是兩種化合物相互交換成分而形成的，即參加反應的化合物在水溶液中發生電離離解成自由移動的離子，離子間重新組合成新的化合物，因此酸、鹼、鹽溶液間的反應一般是復分解反應。復分解反應是離子或者離子團的重新組合，因為此類反應前後各元素的化合價都沒有變化，所以復分解反應都不是氧化還原反應。
當然還有更多復雜的情形，但仍可逐步簡單化而視為上述反應類別的連續反應。化學反應的變化多端難以建立簡單的分類標准。 但是一些類似的化學反應仍然可以歸類，譬如：
歧化反應:
指的是同一物質的分子中同一價態的同一元素間發生的氧化還原反應。同一價態的元素在發生氧化還原反應過程中發生了「化合價變化上的分歧」，有些升高，有些降低。發生歧化反應的元素必須具有相應的高價態和低價態化合物，歧化反應只發生在中間價態的元素上。氟(F2)無歧化作用，因為氟元素電負性最大，無正化合價，只有負化合價。
歸中反應與歧化反應均屬同種物質間發生的氧化還原反應，歧化反應是自身氧化還原反應的一種，但自身氧化還原反應卻不一定都是歧化反應。
歸中反應（反歧化反應）:
指的是物質中不同價態的同種元素之間發生的氧化還原反應。即同一元素的價態由反應前的高價和低價都轉化成反應以後的中間價態，在化學反應中元素的價態變化有個規律：只靠攏，不交叉。因此元素的高價和低價都只能向中間靠攏。歸中反應和歧化反應是兩個『相反』的過程，這兩種反應都一定是氧化還原反應。
有機反應：指以碳原子化合物為主的各種反應。
氧化還原反應：指兩化合物間的電子轉移（如：單取代反應和燃燒反應）
燃燒反應(初中化學書上也叫氧化反應)：指受質和氧氣的反應。
氯化反應；指氯與有機物反應；
更多的例子參見化學反應列表（list of reactions）。
電池、選項 A B C D

電極材料
Zn Fe Cu Al

電極材料 Cu Zn Ag Sn
電解質溶液 CuCl2溶液 H2SO4溶液 CuSO4溶液 NaOH溶液
核反應不是化學反應，核反應屬於核物理變化。原子是化學變化中最小化的粒子，化學反應我們也可以看作是原子的重新組合，根據質量守恆定律，在反應前後元素種類和原子個數是保持不變的。而核反應中的原子變成了其他的原子了，故不是化學變化。

反應能量
編輯
能量凈改變
根據熱力學第二定律，任何等溫等壓封閉系統傾向降低吉布斯自由能。在沒有外力的影響下，任何反應混合物也是如此。比方，對系統中焓的分析可以得到合乎反應混合物的熱力學計算。反應中焓的計算方式採用標准反應焓以及反應熱加成性定律（赫士定律）。
以一個甲烷在氧中的燃燒反應為例：
CH4 + 2O2 →CO2 + 2 H2O
能量計算須打斷反應左側和右側的所有鍵結取得能量數據，才能計算反應物和生成物的能量差。以 ΔH 表示能量差。Δ(Delta) 表示差異，H 則為焓等於固定壓力下的熱傳導能量。ΔH 的單位為千焦耳或千卡。

反應判斷
編輯
假設，存在一個系統。通過計算得出反應前後系統的焓變為ΔH。
化學反應
如果ΔH 計算為負值，則反應必為放熱反應。比如：燃燒就是燃料與空氣中氧氣劇烈反應放出熱量。
如果ΔH 計算是正值，則反應必為吸熱反應。比如：石灰石在高溫下反應分解出氧化鈣（生石灰）和二氧化碳。
如果ΔH計算等於零，則反應不吸熱也不放熱；外界不對體系做功，體系也不對外界做功。
反應到底是吸熱還是放熱完全由體系的 ΔH決定。但是，反應是否進行則完全由體系的由吉布斯自由能ΔG來表示。具體計算公式如下：
ΔG = ΔH - TΔS[1]
ΔG 是自由能改變，ΔH 是焓改變，而ΔS 則為熵改變，T是開爾文溫度。

反應中間物
編輯
當熱力學企圖回答這個問題：「反應會發生嗎？」，另一個重要問題「反應多快？」卻完全沒有回答。這是因為熱力學或者熱力學平衡試著要了解的是反應混合物初始和結束狀態。因此無法指出反應發生時的過程。這個領域屬於反應動力學的范疇。
基元反應是如何發生的？傳統觀點認為，反應物碰撞形成所謂活化復合物。碰撞的動能使活化復合物獲得更高的能量，導致構成反應的鍵結重組。但是，這種觀點導致了一個困境：活化復合物的結構和能量不能同時確定，否則有悖於測不準原理。所以，一些物理學家認為，實際上這些復合物未必真的存在，而是能量空間的一些隔離面。相對的活化絡合物的觀點更多的是為實驗化學家所接受，因為在描述反應機理時比較方便。現代理論化學已經可以精確的計算速率常數。對於一些比較簡單的反應，整個過程的態分辨信息也可以獲得。

反應條件
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指化學反應所必須或可提高反應速率的方法，如：加熱（△）、點燃、高溫、電解、通電（電解）、紫外線或催化劑等。

反應速率
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化學反應的反應速率是相關受質濃度隨時間改變的的測量。反應速率的分析有許多重要應用，像是化學工程學或化學平衡研究。反應速率受到下列因素的影響：
反應物濃度：如果增加通常將使反應加速。
活化能：定義為反應啟始或自然發生所需的最低能量。
愈高的活化能表示反應愈難以啟始，反應速率也因此愈慢。
反應溫度：溫度提升將加速反應，因為愈高的溫度表示有愈多的能量，使反應容易發生。
催化劑：催化劑是一種通過改變活化能來改變反應速率的物質。而且催化劑在反應過程中不會破壞或改變，所以可以重復作用。
反應速率與參與反應的物質濃度有關。物質濃度則可透過質量作用定律定量。

化學平衡
編輯
根據吉布斯自由能判據，當ΔrGm=0時，反應達最大限度，處於平衡狀態。化學平衡的建立是以可逆反應為前提的。可逆反應是指在同一條件下既能正向進行又能逆向進行的反應。絕大多數化學反應都具有可逆性，都可在不同程度上達到平衡。
從動力學角度看，反應開始時，反應物濃度較大，產物濃度較小，所以正反應速率大於逆反應速率。隨著反應的進行，反應物濃度不斷減小，產物濃度不斷增大，所以正反應速率不斷減小，逆反應速率不斷增大。當正、逆反應速率相等時，系統中各物質的濃度不再發生變化，反應達到了平衡。
19世紀50-60年代，熱力學的基本規律已明確起來，但是一些熱力學概念還比較模糊，數字處理很煩瑣，不能用來解決稍微復雜一點的問題，例如化學反應的方向問題。當時，大多數化學家正致力於有機化學的研究，也有一些人試圖解決化學反應的方向問題。這種努力除了質量作用定律之外，還有其他一些人試圖從別的角度進行反應方向的探索，其中已有人提出了一些經驗性的規律。

化學研究
編輯
在這一時期，丹麥人湯姆生和貝特羅試圖從化學反應的熱效應來解釋化學反應的方向性。他們認為，反應熱是反應物化學親合力的量度，每個簡單或復雜的純化學性的作用，都伴隨著熱量的產生。貝特羅更為明確地闡述了與這相同的觀點，並稱之為「最大功原理」，他認為任何一種無外部能量影響的純化學變化，向著產生釋放出最大能量的物質的方向進行。雖然這時他發現了一些吸熱反應也可以自發地進行，但他卻主觀地假定其中伴有放熱的物理過程。這一錯誤的論斷在30年代終於被他承認了，這時他才將「最大功原理」的應用范圍限制在固體間的反應上，並提出了實際上是「自由焓」的化學熱的概念。
化學反應
19世紀60-80年代，霍斯特曼、勒夏特列和范霍夫在這一方面也做了一定的貢獻。首先，霍斯特曼在研究氯化銨的升華過程中發現，在熱分解反應中，其分解壓力和溫度有一定的關系，符合克勞胥斯·克拉佩隆方程：dp/dt=Q/T(V'-V)其中Q代表分解熱，V、V'代表分解前後的總體積。范霍夫依據一述方程式導出的下式：
lnK=-(Q/RT) c
此式可應用於任何反應過程，其中Q代表體系的吸收的熱（即升華熱）。范霍夫稱上式為動態平衡原理，並對它加以解釋，他說，在物質的兩種不同狀態之間的任何平衡，因溫度下降，向著產生熱量的兩個體系的平衡方向移動。1874年和1879年，穆迪埃和羅賓也分別提出了這樣的原理。穆迪埃提出，壓力的增加，有利於體積相應減少的反應發生。在這之後，勒夏特列又進一步普遍地闡釋了這一原理。他說，處於化學平衡中的任何體系，由於平衡中的多個因素中的一個因素的變動，在一個方向上會導致一種轉化，如果這種轉化是惟一的，那麼將會引起一種和該因素變動符號相反的變化。
然而，在這一方面做出突出貢獻的是吉布斯，他在熱力化學發展史上的地位極其重要。吉布斯在勢力化學上的貢獻可以歸納4個方面。第一，在克勞胥斯等人建立的第二定律的基礎上，吉布斯引出了平衡的判斷依據，並將熵的判斷依據正確地限制在孤立體系的范圍內。使一般實際問題有了進行普遍處理的可能。第二，用內能、熵、體積代替溫度、壓力、體積作為變數對體系狀態進行描述。並指出湯姆生用溫度、壓力和體積對體系體狀態進行描述是不完全的。他倡導了當時的科學家們不熟悉的狀態方程，並且在內能、熵和體積的三維坐標圖中，給出了完全描述體系全部熱力學性質的曲面。第三，吉布斯在熱力學中引入了「濃度」這一變數，並將明確了成分的濃度對內能的導數定義為「熱力學勢」。
這樣，就使熱力學可用於處理多組分的多相體系，化學平衡的問題也就有了處理的條件。第四，他進一步討論了體系在電、磁和表面的影響下的平衡問題。並且，他導出了被認是熱力學中最簡單、最本質也是最抽象的熱力學關系，即相律，在，而平衡狀態就是相律所表明的自由度為零的那種狀態。
吉布斯對平衡的研究成果主要發表在他的三篇文章之中。1873年，他先後將前兩篇發表在康涅狄格州學院的學報上，立即引起了麥克斯韋的注意。吉布斯前兩篇文可以說只是一個准備，1876年和1878年分兩部分發表了第三篇文章《關於復相物質的平衡》，文章長達300多頁，包括700多個公式。兩篇文章是討論單一的化學物質體系，這篇文章則對多組分復相體系進行了討論。由於熱力學勢的引入，只要將單組分體系狀態方程稍加變化，便可以對多組分體系的問題進行處理了。
對於吉布斯的工作，勒夏特列認為這是一個新領域的開辟，其重要性可以與質量不滅定律相提並論。然而，吉布斯的三篇文章發表之後，其重大意義並未被多數科學家們所認識到，直到1891年才被奧斯特瓦德譯成德文，1899年勒夏特列譯成法文出版之後，情況頓然改變。在吉布斯之後，熱力學仍然只能處理理想狀態的體系。這時，美國人洛易斯分別於1901年和1907年發表文章，提出了「逸度」與「活度」的概念。路易斯談到「逃逸趨勢」這一概念，指出一些熱力學量，如溫度、壓力、濃度、熱力學勢等都是逃逸趨勢量度的標度。
路易斯所提出的逸度與活度的概念，使吉布斯的理論得到了有益的補充和發展，從而使人們有可能將理想體系的偏差進行統一，使實際體系在形式上具有了與理想體系完全相同的熱力學關系式。綜上所述，化學平衡狀態是指在一定條件下的可逆反應，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態。
化學平衡狀態具有逆，等，動，定，變等特徵。
逆：化學平衡研究的對象是可逆反應。
等：平衡時，正逆反應速率相等，即v正=v逆。
動：平衡時，反應仍在進行，是動態平衡，反應進行到了最大程度。
定：達平衡狀態時，反應混合物中各組分的濃度保持不變，反應速率保持不變，反應物的轉化率保持不變，各組分的含量保持不變。
變：化學平衡跟所有的動態平衡一樣，是有條件的，暫時的，相對的，當條件發生變化時，平衡狀態就會被破壞，由平衡變為不平衡，再在新的條件下建立新平衡。
氧化反應
影響化學平衡的因素有很多：如壓強\溫度\濃度\等。
注意：催化劑不影響化學平衡，僅影響反應速率。在其他條件不變的情況下，增大反應物濃度或減小生成物濃度，可使平衡向正反應方向移動。
勒夏特列原理：如果改變影響平衡的一個條件(濃度壓強或溫度等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。

反應現象
編輯
放熱，吸熱，發光，變色，產生沉澱，生成氣體
可逆反應與自發反應
每個化學反應理論上均是可逆反應。正反應中定義物質從反應物轉換成產物。逆反應則相反，產物轉換成反應物。
化學平衡指正反應速率和逆反應速率達到相等的狀態，因此反應物和產物均會存在。然而，平衡態的反應方向可透過改變反應狀態改變，譬如溫度或壓力。勒夏特列原理在此用來預測是產物或反應物形成。
雖然所有的反應在一些范圍內均是可逆的，部份反應仍可歸類為不可逆反應。「不可逆反應」指得是「完全反應」。意思是幾乎所有的反應物均形成產物，甚至在極端狀況下均難以逆轉反應。
另一種反應機制稱為自發反應，是一種熱力學傾向，表示此反應引起總體熵的凈增加。自發反應（相對於非自發反應）不須外在協助（如能量供給）就會產生。在化學平衡的系統中，反應過程中自發反應的方向可預期形成較多的物質。[1]
有機化學中類別較多，有自由基反應，離子型反應；親電反應，親核反應；硝化反應，鹵化反應，磺化反應，氨化反應，醯化反應，氰化反應，加成反應,消去反應，取代反應，加聚反應，縮聚反應等。酸、鹼

⑺ 化學研究的方法有哪些

有機化學研究手段的發展經歷了從手工操作到自動化、計算機化，從常量到超微量的過程。
20世紀40年代前，用傳統的蒸餾、結晶、升華等方法來純化產品，用化學降解和衍生物制備的方法測定結構。後來，各種色譜法、電泳技術的應用，特別是高壓液相色譜的應用改變了分離技術的面貌。各種光譜、能譜技術的使用，使有機化學家能夠研究分子內部的運動，使結構測定手段發生了革命性的變化。
電子計算機的引入，使有機化合物的分離、分析方法向自動化、超微量化方向又前進了一大步。帶傅里葉變換技術的核磁共振譜和紅外光譜又為反應動力學、反應機理的研究提供了新的手段。這些儀器和x射線結構分析、電子衍射光譜分析，已能測定微克級樣品的化學結構。用電子計算機設計合成路線的研究也已取得某些進展。
未來有機化學的發展首先是研究能源和資源的開發利用問題。迄今我們使用的大部分能源和資源，如煤、天然氣、石油、動植物和微生物，都是太陽能的化學貯存形式。今後一些學科的重要課題是更直接、更有效地利用太陽能。
對光合作用做更深入的研究和有效的利用，是植物生理學、生物化學和有機化學的共同課題。有機化學可以用光化學反應生成高能有機化合物，加以貯存；必要時則利用其逆反應，釋放出能量。另一個開發資源的目標是在有機金屬化合物的作用下固定二氧化碳，以產生無窮盡的有。機化合物。這幾方面的研究均已取得一些初步結果。
其次是研究和開發新型有機催化劑，使它們能夠模擬酶的高速高效和溫和的反應方式。這方面的研究已經開始，今後會有更大的發展。
20世紀60年代末，開始了有機合成的計算機輔助設計研究。今後有機合成路線的設計、有機化合物結構的測定等必將更趨系統化、邏輯化。

⑻ 想學好化學反應機理應該怎麼辦

1.用樹狀圖歸納總結很重要，尤其是自己歸納總結的。歸納好後，自己不看書回顧一下
2.多看，我以前每天都看，沒怎麼背，學得就很好
3.不要貪多，把老師教的先學好。額外的知識可以先當課外閱讀，瀏覽一下，有時間再學。