活化能 分子运动学说：根据气体分子运动学 Transition state 说理论，化学反应的发生是由于反应物分 Activation energy 子相互碰撞而引起的。 Substrate 并不是每一次碰撞都会引起化学反应， (ground state) 只有那些动能很大，超过某一数值（即E) Change in energy 而足以破坏其原有结构者才会引起化学反 between substrate and product Product 应。这种分子称为活化分子。 Course of the reaction (Reaction coordinate) Tolman用统计平均的概念对基元反应的活化能下了一个定义： 活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差值，称为活化能。 分子碰撞接触才可能发生反应，但不是每次碰撞均能反应，只有 能量高的活化分子相碰撞才能发生反应。 活化能：使普通分子（平均能量）变为活化分子所需能量
分子运动学说：根据气体分子运动学 说理论，化学反应的发生是由于反应物分 子相互碰撞而引起的。 并不是每一次碰撞都会引起化学反应， 只有那些动能很大，超过某一数值（即E） 而足以破坏其原有结构者才会引起化学反 应。这种分子称为活化分子。 活化能 活化能：使普通分子（平均能量）变为活化分子所需能量。 Tolman 用统计平均的概念对基元反应的活化能下了一个定义： 活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差值，称为活化能。 分子碰撞接触才可能发生反应，但不是每次碰撞均能反应，只有 能量高的活化分子相碰撞才能发生反应
催化反应 >催化剂是一种能够极大地改变化学反应速度，但本身在反应前后 质量和化学组成均不改变的物质，这种作用称催化作用。 >凡能加快反应速度的催化剂称正催化剂；反之，用于减慢反应速 度的催化剂称负催化剂。在工程实际应用中，负催化剂又有特定 的名称：如减慢金属腐蚀速度的称缓蚀剂；防止高分子老化的称 抗老剂；阻缓燃烧过程的称阻燃剂。通常说催化剂均指正催化剂。 活化配合物 无催化 加入催化剂后，并不改 变反应物和生成物的相 催化 对能量，除活化能降低 外，不改变反应物和生 成物的初始态和终态。 反应面程
催化反应 Ø 催化剂是一种能够极大地改变化学反应速度，但本身在反应前后 质量和化学组成均不改变的物质，这种作用称催化作用。 Ø 凡能加快反应速度的催化剂称正催化剂；反之，用于减慢反应速 度的催化剂称负催化剂。在工程实际应用中，负催化剂又有特定 的名称：如减慢金属腐蚀速度的称缓蚀剂；防止高分子老化的称 抗老剂；阻缓燃烧过程的称阻燃剂。通常说催化剂均指正催化剂。 加入催化剂后，并不改 变反应物和生成物的相 对能量，除活化能降低 外，不改变反应物和生 成物的初始态和终态
化学反应速率 化学反应速率：通常用单位时间单位体积内消耗的燃料量或者氧量来表 示。单位时间内由于化学反应而使反应物（燃料产物)浓度改变的速度。 dr 化学反应速度既可以用反应物浓度的减少来表示，也可以用生成物浓 度的增加来表示。但均取正值。 a·A+b.B>gG+hH a,b,g,h为各物质的分子数 般实际中以较容易测 d[A] d[B] 得的物质的浓度变化来 dr WB=- dr % dlG] dr 表示反应速度
化学反应速率 化学反应速率：通常用单位时间单位体积内消耗的燃料量或者氧量来表 示。单位时间内由于化学反应而使反应物（燃料产物）浓度改变的速度。 化学反应速度既可以用反应物浓度的减少来表示，也可以用生成物浓 度的增加来表示。但均取正值。 dC w d , , , a A b B g G h H a b g h 为各物质的分子数 [ ] [ ] [ ] .... A B G d A d B d G w w w d d d 一般实际中以较容易测 得的物质的浓度变化来 表示反应速度
链式化学反应 链式反应与简单反应的主要不同点在于：反应中间过程存在可再生的 活性中心，这些中间产物是反应能力很强的自由原子或自由基。 a 链的激发 反应物分子受到某种因素的激发（如受热分解、光辐射等）分解成 为自由原子或自由基的过程。这些自由原子或自由基（如H、0、OH 等)具有很强的反应能力，是反应中的活性中心，它使新的化学反 应得以进行。 b)链的传递 已经生成的自由原子或自由基与反应物作用，又生成新的自由原子 分支链反应 或自由基的过程。如果反应过程的每一步中间反应都是由一个活性 中心与反应物作用产生一个新的活性中心，则这一反应将以恒定速 度进行，这样的反应称为直链反应。如果由一个活性中心引起的反 应，同时生成两个以上的活性中心，这时链就产生了分支，反应速 度会急剧增加，直至达到燃烧，这种反应成为分支链反应。 c)链的中断 在链式反应中，由于具有反应能力的自由原子或自由基有可能与容 器壁或惰性气体分子碰撞，使反应能力消失，这种无效碰撞不再引 直链反应 链中断 起反应，该过程称为链中断
链式化学反应 链式反应与简单反应的主要不同点在于：反应中间过程存在可再生的 活性中心，这些中间产物是反应能力很强的自由原子或自由基。 a) 链的激发 反应物分子受到某种因素的激发（如受热分解、光辐射等）分解成 为自由原子或自由基的过程。这些自由原子或自由基（如H、O、OH 等）具有很强的反应能力，是反应中的活性中心，它使新的化学反 应得以进行。 b）链的传递 已经生成的自由原子或自由基与反应物作用，又生成新的自由原子 或自由基的过程。如果反应过程的每一步中间反应都是由一个活性 中心与反应物作用产生一个新的活性中心，则这一反应将以恒定速 度进行，这样的反应称为直链反应。如果由一个活性中心引起的反 应，同时生成两个以上的活性中心，这时链就产生了分支，反应速 度会急剧增加，直至达到燃烧，这种反应成为分支链反应。 c）链的中断 在链式反应中，由于具有反应能力的自由原子或自由基有可能与容 器壁或惰性气体分子碰撞，使反应能力消失，这种无效碰撞不再引 起反应，该过程称为链中断。 分支链反应 直链反应 链中断
甲烷燃烧的链式化学反应机理 O2→CHO2+O 十 CH,+O→CH,O CH,·CHO 0→CH0,+d LHCHO+H:O O2·HCOOH+O L-H2O +CO 甲烷燃烧的化学反应方程式应为CH4+202=C02+2H02,但实际反应过程并 不是这样直接进行的。当燃烧空间中有氧原子，即活性中心出现后，其与甲烷进 行反应产生不稳定的过氧化物CH20,它与氧分子进行反应后产生氧原子， CH40+02→CH402+O,此为活性中心再生。而新的不稳定过氧化物CH402经 过分解反应：CH4O2→HCH0+H20,这样就得到了甲醛HCH0与最终产物之一 的H20。甲醛进一步与氧分子反应：HCH0+O2→HCO0H+O,从而达到蚁酸 HC00H和氧原子。蚁酸按下式分解：HCOOH→H2+C0,C0与氧原子化合 成为C02成为第二种最终产物
甲烷燃烧的链式化学反应机理