㈠ 化学动力学是什么怎么理解
化学动力学是研究化学反应速率(rate of reaction)和反应机理(mechanism of reaction)的化学分支学科。
主要是确定化学反应的速率以及温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应速率的影响;通过化学动力学的研究,可以知道如何控制反应条件,提高主反应的速率,增加产品产量,抑制副反应的速率,减少原料消耗,减少副产物,提高纯度,提高产品质量。化学动力学也研究如何避免危险品的爆炸、材料的腐蚀、产品的变质与老化等问题。所以化学动力学的研究有理论与实践上的重大意义。
化学热力学的核心理论有三个:所有的物质都具有能量,能量是守恒的,各种能量可以相互转化;事物总是自发地趋向于平衡态;处于平衡态的物质系统可用几个可观测量描述。化学热力学是建立在三个基本定律基础上发展起来的。
热力学所根据的基本规律就是热力学第一定律、第二定律和第三定律,从这些定律出发,用数学方法加以演绎推论,就可得到描写物质体系平衡的热力学函数及函数间的相互关系,再结合必要的热化学数据,解决化学变化、物理变化的方向和限度,这就是化学热力学的基本内容和方法。
㈡ 化学反应进行的条件,从热力学和动力学来讲分别是什么
热力学:研究反应发生的可能性。主要研究问题:1、指定条件下,某一反应能否自发进行(反应方向,用吉布斯自由能描述);2、若反应能给自发进行,反应进行的程度(化学平衡,用平衡常数描述)
动力学:研究反应的速率(快慢)及其影响因素、反应机理,即反应的现实性。
所以说动力学和热力学是相辅相成的,动力学的研究必须以热力学研究的结果为前提,而热力学只有与动力学结合才能全面解决化学反应的实际问题。
㈢ 化工热力学的沿革
热力学是物理学的一个组成部分,它是在蒸汽机发展的推动下,于19世纪中叶开始形成的。最初只涉及热能与机械能之间的转换,之后逐渐扩展到研究与热现象有关的各种状态变化和能量转换的规律。在热力学的基本定律中,热力学第一定律表述能量守恒关系,热力学第二定律从能量转换的特点论证过程进行的方向。这两个定律具有普遍性,在化学、生物学、机械工程、化学工程等领域得到了广泛的应用。热力学基本定律应用于化学领域,形成了化学热力学,其主要内容有热化学、相平衡和化学平衡的理论;热力学基本定律应用于热能动力装置,如蒸汽动力装置、内燃机、燃气轮机、冷冻机等,形成了工程热力学,其主要内容是研究工质的基本热力学性质以及各种装置的工作过程,探讨提高能量转换效率的途径。化工热力学是以化学热力学和工程热力学为基础,在化学工业的发展中逐步形成的。化工生产的发展,出现了蒸馏、吸收、萃取、结晶、蒸发、干燥等许多单元操作,以及各种不同类型的化学反应过程,生产的规模也愈来愈大,由此提出了一系列的研究课题。例如在传质分离设备的设计中,要求提供多组分系统的温度、压力和各相组成间的相互关系的数学模型。一般化学热力学很少涉及多组分系统,它不仅需要热力学,还需要应用一些统计力学和经验方法。在能量的有效利用方面,化工生产所涉及的工作介质比工程热力学研究的工作介质(空气、蒸汽、燃料气等)要复杂得多,且能量的消耗常在生产费用中占有很高比例,因此更需要研究能量的合理利用和低温位能量的利用,并建立适合于化工过程的热力学分析方法。1939年,美国麻省理工学院教授H.C.韦伯写出了《化学工程师用热力学》一书。1944年,美国耶鲁大学教授 B.F.道奇写出了名为《化工热力学》的教科书。这样,化工热力学就逐步形成为一门学科。随着化学工业规模的扩大,新过程的开发,以及大型电子计算机的应用,化工热力学的研究有了较大的发展。世界各国化工热力学专家在1977年举行了首届流体性质和相平衡的国际会议,1980和1983年分别举行了第二届和第三届会议,还出版了期刊《流体相平衡》。化工热力学已列为大学化学工程专业的必修课程。
㈣ 化学热力学和化学动力学之间的区别和联系
联系:化学热力学和化学动力学都属于物理化学的一个分支。
区别:
一、研究对象不同
1、化学热力学:主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化。
2、化学动力学:研究对象是性质随时间而变化的非平衡的动态体系。
二、作用不同
1、化学热力学:对化学反应的方向和进行的程度做出准确的判断。
2、化学动力学:通过化学动力学的研究,可以知道如何控制反应条件,提高主反应的速率,增加产品产量,抑制副反应的速率,减少原料消耗,减少副产物,提高纯度,提高产品质量。
三、特点不同
1、化学热力学:所有的物质都具有能量,能量是守恒的,各种能量可以相互转化;事物总是自发地趋向于平衡态;处于平衡态的物质系统可用几个可观测量描述。化学热力学是建立在三个基本定律基础上发展起来的。
2、化学动力学:经典的化学动力学实验方法不能制备单一量子态的反应物,也不能检测由单次反应碰撞所产生的初生态产物。