第一节化学反应速率及其表示方法第二节化学反应速率理论

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1、第一节化学反应速率及其表示方法第二节化学反应速率理论简介第三节浓度对化学反应速率的影响第四节温度对化学反应速率的影响第五节第四章化学反应速率催化剂对化学反应速率的影响第一节化学反应速率及其表示方法一、转化速率二、反应速率三、消耗速率和生成速率一、转化速率转化速率定义为：根据反应进度的定义有：转化速率与B的选择无关，但与化学反应方程式的写法有关。二、反应速率化学反应的快慢，并称之为反应速率。对于气相反应，常用气体的分压力代替浓度：对于等容反应,通常用单位体积的转化速率描述对于化学反应：反应速率可表示为：三、消耗速率和生成速率消耗速率定义为反应物A的浓度随时间的变化率：生成速率定

2、义为产物Z的浓度随时间的变化率：反应速率、消耗速率与生成速率的关系为：第二节化学反应速率理论一、碰撞理论二、过渡状态理论一、碰撞理论碰撞理论认为：化学反应的实质是原子的重新组合，在组合过程中，必须破坏反应物分子中的化学键，才能形成产物分子中的化学键。而旧化学键的断裂和新化学键的形成，是通过反应物分子间的相互碰撞来实现的。在反应物分子的无数次碰撞中，只有极少数的碰撞才能发生化学反应。这种能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。能够发生有效碰撞的分子称为活化分子，它比普通分子具有更高的能量。活化分子一般只占极少数，它具有的最低能量为Ec。通常把活化分子具有的平均能量与反应物分子的平均

3、能量之差称为反应的活化能，用符号Ea表示。在一定温度下，反应的活化能越大，活化分子的分子分数越小，活化分子越少，有效碰撞次数就越少，因此化学反应速率越慢；反应的活化能越小，活化分子的分子分数越大，活化分子越多，有效碰撞次数就越多，化学反应速率越快。除了要考虑反应物分子间的碰撞频率和反应物的活化能外，还要考虑碰撞时分子的空间取向。活化分子要发生有效碰撞，它们彼此间的取向必须适当。分子的“有效”碰撞与“无效”碰撞二、过渡状态理论过渡状态理论认为:化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞完成的，而是反应物分子要经过一个中间过渡状态，形成活化配合物反应物与活化配合物之间很快达到化学平衡

4、，化学反应的反应速率由活化配合物的分解速率决定。反应过程可表示为：。在过渡状态理论中，活化能为活化配合物系统的摩尔热力学能变等于产物的的平均能量与反应物分子的平均能量的差值。平均能量(E2)与反应物的平均能量(E1)的差值：近似认为，由上式可得：O第三节浓度对化学反应速率的影响一、元反应和复合反应二、质量作用定律三、反应级数和反应分子数四、简单级数反应一、元反应和复合反应反应物的微粒（分子、原子、离子或自由基）间直接碰撞而一步实现的化学反应，称为元反应。大多数化学反应要经过若干个步骤，即经过若干个元反应才能完成，这类反应称为复合反应。在复合反应中，各步反应的反应速率通常并不相

5、同，其中速率最慢的步骤决定了总反应的反应速率。在复合反应中，速率最慢的步骤称为复合反应的速率控制步骤。二、质量作用定律当其他条件一定时，反应物浓度越大，化学反应的速率越快。对于有气体参加的化学反应，增大系统的压力，就意味着增加气体反应物的浓度，反应速率也会随之增大。质量作用定律指出:在一定温度下，元反应的反应速率与反应物浓度以其化学计量数的绝对值为幂指数的乘积成正比。表明反应物浓度与反应速率之间定量关系的数学表达式称为速率方程。对于元反应：根据质量作用定律，其速率方程为：复合反应的速率方程，可根据组成复合反应的元反应的速率方程导出。例如，复合反应:分成如下三步进行：（慢反应）

6、（快反应）（快反应）在上述三步反应中，第一步反应进行得最慢，是总反应的速率控制步骤，该步反应的速率方程即为总反应的速率方程。因此，该复合反应的速率方程为：例题例4-1在298.15K时，发生下列反应：将不同浓度的A，B两种溶液混合，得到下列实验数据：实验编号cA/mol·L-1cB/mol·L-111.01.01.2×10-222.01.02.4×10-234.01.04.9×10-241.02.04.8×10-251.04.00.19试确定该反应的速率方程，并计算速率系数。解：设该反应的速率方程为：将实验1和实验2的数据分别代入速率方程得：以上两式相除得：α＝1将实验1和实

7、验4的数据分别代入速率方程得：以上两式相除得：β＝2该反应的速率方程为：将任一组实验数据代入上式，可求出速率系数。k＝1.2×10-2L2·mol-2·s-1三、反应级数和反应分子数（一）反应级数反应速率方程中反应物浓度项的幂指数之和称为反应级数。元反应都具有简单的级数，而复合反应的级数可以是整数或分数。反应级数反映了反应物浓度对反应速率的影响程度。反应级数越大，反应物浓度对反应速率的影响就越大。反应级数通常是利用实验测定的。（二）反应分子数反应分子数是指元反应中参加反应的微粒（分子、原子、离子、自由基