3 化学反应速率和化学平衡

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1、化学反应速率和化学平衡Inorganic&AnalitycalChemistry化学反应速率是指在一定条件下反应物转化为生成物的速率，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。注意：反应速率应是瞬时速率，是浓度对时间的变化率。单位:mol·dm-3·s-11化学反应速率一般来说，一个化学反应的反应速率与各反应物浓度某次方的乘积成正比：u=kca(A)cb(B)……Inorganic&AnalitycalChemistry1.瞬时速率反应刚开始时，速率大，然后不断减小，故瞬时速率体现了反

2、应速率变化的实际情况。dc(P)dc(R)Inorganic&AnalitycalChemistry反应aA+dD==gG+hH反应速率表示为体积不变的反应体系Inorganic&AnalitycalChemistry2.反应机理反应机理（反应历程）化学反应所经历的途径。化学动力学研究的重要任务之一就是研究反应机理，确定反应历程，深入地揭示反应速率的本质，这在理论上和实践中都有重要意义。基元反应反应物分子一步直接转化为生成物分子的反应。非基元反应(复杂反应)Inorganic&AnalitycalCh

3、emistry例如反应：2N2O5==4NO2+O2是由三个步骤组成的复杂反应：（1）（2）（3）这三个基元反应的组成表示了总反应经历的途径。Inorganic&AnalitycalChemistry3.速率方程和速率常数质量作用定律一定温度时，基元反应的反应速率与各反应物浓度系数次方的乘积成正比.即基元反应aA+dD==gG+hH的速率方程为:Inorganic&AnalitycalChemistryk的大小与反应物浓度无关只与反应的本性和温度、催化剂有关k：速率常数constantofreacti

4、on对于复杂反应，不能用此规律直接写出速率方程，主要采用下列途径：Inorganic&AnalitycalChemistry①若已知反应机理，可根据定速步骤书写速率方程式.如2NO(g)+Br2(g)==2NOBr(g)的反应机理为：(1)NO+Br2==NOBr2(慢)(2)NOBr2+NO==2NOBr(快)则速率反程为u=kc(NO)c(Br2)Inorganic&AnalitycalChemistry例有一化学反应:aA+bB==cC,在298K时将A、B溶液按不同比例混合,得到下列实验数据：

5、c(A)(mol.L-1)0.100.200.10c(B)(mol.L-1)0.100.100.20u(mol.L-1.s-1)0.0120.0240.048②根据实验数据来设定并求解速率方程求该反应的速率方程式和速率常数k.解：u与c(A)成正比，与c(B)的平方成正比u=k*c(A)*c2(B)k=1.2mol-2.L2.s-1Inorganic&AnalitycalChemistry化学反应的反应速率与各反应物浓度某次方的乘积成正比：u=kca(A)cb(B)速率方程式中，某反应物浓度的方次(a

6、或b)称为该反应物的级数，各反应物浓度方次之和(a+b+)称为该反应的级数反应级数是由实验测定的。反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零.有的反应无法用简单的数字来表示级数。4.反应级数Inorganic&AnalitycalChemistryu=k零级反应u=kc(A)一级反应u=kc(A)c(D)二级反应,对A和D各为一级u=kc2(A)c(D)三级反应，对A为二级，对D为一级u=kc-2(A)c(D)负一级反应u=kc1/2(A)c(D)1.5级反应u=kc(A)c(D)/[1-c1/2(

7、D)]无简单级数Inorganic&AnalitycalChemistry速率方程级数k的量纲=k零级浓度.时间-1=k*c(A)一级时间-1=k*c(A)*c(D)二级浓度-1.时间-1=k*c2(A)*c(D)三级浓度-2.时间-1速率常数k的量纲(单位)与反应的级数有关Inorganic&AnalitycalChemistry温度每升高10ºC,反应速率加快2~4倍kt+10/kt=2~4=gkt+n·10/kt=gn2温度对反应速率的影响1.van,tHoff（范特霍夫）规则Inorg

8、anic&AnalitycalChemistry反应速率k的对数与温度T的倒数有线性关系（1887年提出电离学说并获得1903年化学奖，1889年提出活化分子和活化能概念）或Ea:活化能2.Arrhenius（阿伦尼乌斯）公式Inorganic&AnalitycalChemistry解：根据Arrhenius公式得:Ea=528.9kJ/mol例已知某反应在35℃时的反应速率比25℃时快两倍,试求该反应的活化能.①对同一反应而言，其速率常数k随温度升高而