大学化学3-化学反应速率..
大学化学之化学反应速率-PPT课件
(1)
Cl(g) + Cl(g) + M Cl2(g) + M (4) 上述四个步骤的每一步反应都是由反应物分子（或原子、 反应历程的举例说明： 离子及自由基等）直接发生相互作用而转变成生成物分子。 因此称作一个基元反应。 这四个基元反应组成了由反应物转变成生成物的反应历程。
5.基元反应和非基元反应
解决办法：
采用瞬时的浓度变化精确表示化学反应在某一指定时刻的速率， 即瞬时速率，可以反映出更真实的反应速率。
2、瞬时反应速率 是指反应在某一瞬间的反应速率。即平均速率的 极限值。用公式表示如下：
1 c(i) 1 dc(i) lim t 0 (i) t (i) dt
瞬时反应速率的实质： 浓度对时间的一阶导数
对于复杂反应来说，其反应速率是由最慢一步基元反应 的反应速率决定的，因此，复杂反应中最慢的一步基元 反应是该复杂反应的定速步骤。
例如复杂反应H2(g) + I2(g) == 2HI(g) 该反应由下列两个基元反应组成： 第一步 I2 → 2I （快反应） 第二步 H2 + 2I → 2HI （慢反应） 第一步是快反应，很快就能达到平衡，第二步是慢反应， 它决定着整个反应的速率，因此，第二步为定速步骤。
6
c(N2O5 ) (1.70 2.10)mol L-1 (N2O5 ) 2.00 10 3 mol L-1 s1 t 200s
例如，在某条件下，将2.10 molL–1 N2O5放入1L的容器中加热 分解，测得数据如下： 2N2O5(g) == 4NO2(g) + O2(g) 开始浓度（molL–1）： 2.10 0 0 200s末浓度（molL–1）： 1.70 0.80 0.20 则反应开始后200s内，用N2O5、NO2或O2表示的平均反应速率 分别为：
大学化学3-化学反应速率
3．温度对反应速率影响的其它类型
除大多数反应k与T的关系符合阿仑尼乌斯公式 外，还有一些其它形式，如图（3.1）所示：
①爆炸反应。当温度达到燃点时，反应速率突然增大。 ②酶催化反应。温度太高或太低都不利于生物酶的活 性；某些受吸附速率控制的多相催化反应，也有类似的情 况。 ③某些含炭化合物的氧化等。可能是由于温度升高时， 副反应产生较大影响，而使得温度与速率的关系复杂化。 ④NO与O2生成NO2的反应，温度升高反应速率反而下 降。
②．半衰期t1/2（反应物消耗一半所须的时间） 与反应物的浓度无关，而与速率常数成反比。即 t1/2＝0.693/k （3.9）
放射性元素蜕变掉一半数量（或放射性活度减少 到一半）所须的时间称为该放射性元素的半衰期。 它是放射性元素的一种特征常数。
例如的半衰期为8×108年，223Fr（钫）的半衰 期为22分钟，14C的半衰期为5730年等。某些放射性 同位素的蜕变可以作为估算古代化石、矿石、陨石 以及地球年龄的基础。如通常用于陨石和矿石年龄 的估算，14C用于确定考古学发现物和化石的年龄。 1947～1949年间美国科学家利比确立用14C确定 地球年代的概念与方法。为此他获得了1960年诺贝 尔化学奖。
如H 2 O 2 分解反应，实际上用量气管测定 O 2 体积随时间的变化，然后计算O 2的生成量 及H2O2的分解量。
3.快速测定。
对于反应速率很快的反应，必须采取快速 分析方法。现在激光的采用已使观测的时间 标度降至1ps（10-12s）。
3.3 影响化学反应速率的因素
[演示实验]：《神奇的催化剂》 加MnO2的反应速率很快，这是催化剂作用的结 果；而加MnO 2 的反应，开始速率快，而后来速率 慢，是由于H2O2浓度越来越小的结果。
化学反应速率
化学反应速率化学反应速率是指在一定时间内，反应物消耗或生成的物质的量与时间的比值。
它是化学反应过程的重要指标之一，可以帮助我们了解反应的快慢和反应机理。
本文将从反应速率的定义、影响因素以及如何调控反应速率等方面展开讨论。
一、反应速率的定义反应速率可以用以下公式表示：速率= Δ物质产生量/ Δ时间其中，Δ物质产生量表示在某一段时间内生成或消耗的物质的量，Δ时间表示这段时间的长度。
反应速率的单位通常是摩尔/升·秒。
根据反应速率的定义，可以得出以下结论：1. 反应速率越大，表示反应进行得越快；反之，反应速率越小，表示反应进行得越慢。
2. 反应速率可以根据反应物的浓度变化来推测。
当反应物浓度较高时，反应速率通常较快；当反应物浓度较低时，反应速率通常较慢。
二、影响反应速率的因素反应速率受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 温度：温度对反应速率的影响是最主要且最直接的。
一般情况下，温度升高会使反应速率增加，因为温度升高可以提高反应物的分子动能，增加碰撞频率和碰撞能量，从而有利于反应进行。
2. 浓度：反应物浓度越高，反应物之间的碰撞频率就越高，反应速率也就越快。
3. 催化剂：催化剂是一种能够提高反应速率但本身不参与反应的物质。
它可以通过降低反应物之间的活化能降低反应速率，从而加速反应进行。
4. 压力：对气相反应而言，压力的增加可以增加反应物分子之间的碰撞频率，从而提高反应速率。
5. 表面积：固相反应中，反应物的表面积越大，反应速率越快。
这是因为表面积的增加可以提高反应物之间的碰撞频率。
三、调控反应速率的方法1. 温度控制：根据反应速率与温度的关系，我们可以通过调节反应温度来控制反应速率。
例如，对于发生在生物体内的化学反应，我们可以通过维持恒定的体温来保证反应在一个适宜的速率下进行。
2. 浓度控制：可以通过改变反应物的浓度来控制反应速率。
增加反应物浓度将提高反应速率，减少反应物浓度则会降低反应速率。
大学化学反应速率
压力对反应速率的影响Байду номын сангаас
总结词
压力越大，反应速率越快
详细描述
在一定条件下，压力越大，气体分子 密度越大，分子之间的碰撞频率和碰 撞力度增加，从而提高了反应速率。
催化剂对反应速率的影响
总结词
催化剂可以加快或减慢反应速率
详细描述
催化剂可以改变反应的途径和能量需求，从而影响反应速率。有些催化剂可以降低活化 能，使反应更容易进行，从而提高反应速率；而有些催化剂则可能通过抑制或促进某些
课程目标
01 掌握化学反应速率的基本概念、单位和表 示方法。
02 理解影响化学反应速率的因素，如温度、 浓度、压力等。
03
学习如何通过实验测定化学反应速率，并 掌握相关的实验技能。
04
了解化学反应速率在生产和生活中的应用， 培养解决实际问题的能力。
02
化学反应速率定义
化学反应速率定义
化学反应速率是指在一定条件下，化学反应进行的快慢程度，通常用单位时间内 反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
大学化学反应速率
• 引言 • 化学反应速率定义 • 影响化学反应速率的因素 • 化学反应速率理论 • 化学反应速率的应用 • 结论
01
引言
主题简介
化学反应速率是化学学科中的重要概 念，它描述了化学反应的快慢程度。
化学反应速率的研究有助于理解化学 反应机理、反应条件和反应过程，对 于化学工业、药物合成等领域具有重 要意义。
反应速率是化学反应动力学的重要参数，可以用来描述和比较不同化学反应的进 行速度。
反应速率的表示方法
反应速率常数
在一定温度下，反应速率与反应物的浓度无关，而与催化剂的存在、光、磁场等外部条件有关，这种速率常数称 为反应速率常数。
大学化学 反应速率
催化剂毒物 如CO可使合成氨铁催化剂中 毒
）
汽车尾气净化催化剂
多孔陶瓷为载体 Pt、Pd、Ru为主催化剂 CeO2为助催化剂 少量的铅即可使其中毒， 从而失去催化活性。因此， 安装这种尾气净化催化剂 的汽车是不能够使用含铅 汽油的。
汽车尾气净化催化剂
塑料中各种防老化剂大多属于负催化剂。
） 催化剂作用机理：
a.质量作用定律适用于所有的元反应；部分地适用于 非元反应 对于元反应： v=k{c(A)}a{c(B)}b n=a+b 对于非元反应： v=k{c(A)}x{c(B)}y n=x+y b.速率方程中各反应物浓度项上的指数称为该反应物 的级数。 c.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。 d.对于复合反应，其反应级数是由实验测定的。
）
形式之二：
Ea ln k ln A RT
ln k ~
1 为直线关系，斜率为 Ea ，截距为lnA T R
ln{k }
若已知T1, k1, T2, k2, 可求出Ea
形式之三： O
求出Ea 后, 可用内插法或外推法求算 指定温度下的k值.
(b)
K/ T
）
关于Arrhenius公式的几点说明： a. 此公式至今仍是动力学中求Ea 的主要方法。
改变反应途径，从而降低了活化能，增加反应速率。 以 为例
）
催化和非催化反应活化能数值比较
反应 Ea（非催化） /kJ· mol-1 催化剂 Ea（催化） /kJ· mol-1
2HI
H2+I2
184.1
Au
Pt W 326.4 Fe
104.6
58.58 163.2 159-176
化学反应速率笔记
化学反应速率笔记反应速率是指单位时间内化学反应物质浓度变化的大小，通常用物质浓度随时间变化的斜率来表示。
理解和掌握反应速率的变化规律对于化学反应的研究和实际应用具有重要意义。
本文将介绍反应速率的定义、影响因素以及常见的实验方法。
一、反应速率的定义反应速率可用不同物质浓度与时间的关系表达，具体形式如下：速率= ΔC/Δt其中，ΔC表示反应物质浓度的变化量，Δt表示时间的变化量。
反应速率的单位一般为mol/L·s。
对于反应物质消失的速率（一阶反应），速率可以表示为：速率 = -ΔC/Δt负号表示浓度的减少。
二、影响反应速率的因素1. 反应物质浓度：反应物质浓度越高，反应发生的可能性越大，因此反应速率也越快。
2. 温度：温度升高会使反应物质分子运动加快，碰撞频率增加，碰撞能量增大，有利于反应发生，从而提高反应速率。
3. 催化剂：催化剂可以降低反应物质之间的活化能，提高反应速率。
4. 反应物质的物理状态：固体反应的速率一般比液体反应快，液体反应的速率一般比气体反应快。
5. 反应物质的形态与分子结构：分子较小、形态更均匀的反应物质，其反应速率较快。
三、测量反应速率的实验方法1. 手工记录法：通过观察反应物质浓度变化的颜色或透明度，手工记录下反应物质的浓度随时间的变化情况，并计算得出反应速率。
2. 密度法：利用密度计或称量的方法测量反应物质在不同时间点的质量，根据质量变化计算反应速率。
3. 发光法：某些反应会产生发光现象，通过检测反应的发光强度或发光频率，可以间接地推测出反应速率。
4. 放射性测量法：利用放射性同位素的衰变来测量反应速率。
放射性衰变的速率与反应速率有一定的关联。
5. 铁变色法：将某些物质加入到铁离子溶液中，观察溶液的颜色变化，可以用来测量反应速率。
通过上述方法，在实际实验中可以测量到不同反应物质和反应条件下的反应速率，从而研究和分析反应速率随各种因素变化的规律。
四、实际应用反应速率的研究和应用涉及到许多领域，如化学工业生产、环境保护等。
大学无机化学课件03化学反应速率
反应速率越大。
26
反应进程势能图
1.ΔH = E正 – E逆
2. 微观可逆性原理
27
实验活化能
❖ 反应物分子须经过一个活化中间状态才能 转化为产物，该中间状态即活化分子。
❖ 由普通反应物分子转变为活化分子需吸收 的能量即活化能Ea。
❖ 根据活化能的大小，和反应能量变化曲线， 可以知道反应是吸热的还是放热的，以及 反应速率的相对快慢。
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3.3 浓度对反应速率的影响
一、基元反应、简单反应与复合反应
➢ 基元反应(elementary reaction) ：反应物分子一步 作用直接转化成产物的反应。由一个基元反应构 成的化学反应称为简单反应。 例：N2O4 = 2NO2 是基元反应，也是简单反应。
➢ 非基元反应：由两个或两个以上基元反应组成的 化学反应，又称复合反应（complex reaction） 、 总反应（overall reaction）。
2. 当具有足够能量的分子以适当的空间取向靠近 时，要进行化学键重排，能量重新分配，形成 一个过渡状态的活化配合物。
3. 过渡状态的活化配合物是一种不稳定状态。 可形成生成物，也可回到反应物。
23
3.2 反应速率理论简介
二、过渡态理论
如: A+ B-C [A…B…C] = A-B +C 反应物 活化配合物 产物
化学反应涉及两个基本问题： ①反应的方向和限度: 反应热力学
反应是否自发，自发的方向和程度 ②反应的速率和具体步骤: 反应动力学
研究途径和速率问题
3
研究反应速率的意义
反应速率
快 ，如爆炸反应，中和反应。 慢，金属的锈蚀，食品的腐烂，
3-化学反应速率(大学化学)
（6）反应过程中催化剂本身会
发生变化
3 均相催化、多相催化和酶催化 均相催化: 催化剂与反应物种在同一相中的催化反应
多相催化: 催化剂与反应物种不属于同一物相的催化反应
酶催化: 以酶为催化剂的反应，其特点是①高效②高 选择性③条件温和
解：将有关数据代入式
lnk2 Ea (1 1)
k1
R T2 T1
lg k2 181 030(11) 1.31 0 8 2.30 8 3 .317430 700 k2=4.6×10－8 mol－1·L·s－1
例：在301K时鲜牛奶经4小时变酸，在278K的冰箱内， 可保持48小时才变酸。设牛奶变酸的反应速率与变酸时 间成反比，试估算该条件下牛奶变酸反应的活化能。
反应物 活化络合物
产物
活化配合物
A ···B ···C
Ea Ea´
A +BC ΔH
(始态) (过渡态)
(终态)
AB+C
过渡状态又叫活化络合物。
反应速率的过渡态理论示意图
（3）活化能（Ea）
a 活化分子具有的平均能量与反应物 分子的平均能量之差。单位kJ·mol-1。 b 活化络合物具有的能量与反应物 分子的平均能量之差。
反应物分子 (或原子、 离子) 之间必须相互 碰撞，才有可能发生 化学反应。
但反应物分子之间并不是每一次碰撞都能发生反应。 绝大多数碰撞是无效的弹性碰撞，不能发生反应。 对一般反应来说，事实上只有少数或极少数分子碰 撞时能发生反应。
能够发生化学反应的碰撞称作有效碰撞。 能发生有效碰撞的分子称为活化分子。
心 事 ° 我 只 是替代 品︶ㄣ 满天花 瓣渲染 离别ㄣ ︶为何 爱上他 。怪我 碍你你 看不到 我 的 伤 忘 不 L”算你 狠，我 不配淡 ㄋ旳情 *怎么 继续捂 住眼睛 却捂不 住眼泪 ﹌热泪 盈 眶 i黑 夜 舞 心泪如 雨シ独 守空城 づ◆◇ 回忆、 终究是 回忆つ 揪心痛 薄凉之 人终不
化学反应速率知识点笔记
化学反应速率知识点笔记
化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物生成的量。
反应速率受多种因素影响，包括温度、浓度、催化剂等。
以下是关于化学反应速率的一些知识点笔记：
1. 定义，化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物生成的量。
通常用物质的浓度变化来表示。
2. 反应速率的计算，反应速率可以通过观察反应物浓度的变化来计算。
对于消耗反应物A和生成物B的反应，反应速率可以表示为，速率 = -Δ[A]/Δt = Δ[B]/Δt，其中Δ[A]和Δ[B]分别表示反应物A和生成物B的浓度变化，Δt表示时间变化量。
3. 影响因素：
温度，一般来说，温度升高会加快反应速率，因为温度升高会增加分子的平均动能，促进反应物分子间的碰撞。
浓度，反应物浓度越高，反应速率越快，因为反应物分子之间的碰撞频率增加。
催化剂，催化剂可以降低反应活化能，从而加快反应速率，但催化剂本身不参与反应。
4. 反应速率方程式，对于复杂的反应，可以通过实验数据推导出反应速率方程式，这可以帮助我们理解反应机制和预测反应速率随时间的变化。
5. 反应动力学，反应速率的研究属于反应动力学的范畴，通过实验数据和理论模型来探讨反应速率与反应物浓度、温度等因素之间的关系。
总结，化学反应速率是一个重要的研究对象，了解反应速率的影响因素和计算方法对于理解和控制化学反应过程具有重要意义。
希望以上笔记能够帮助你更好地理解化学反应速率的相关知识。
(完整版)大学无机化学第三章试题及答案
第三章 化学反应速率总章目标：1：了解化学反应速度的概念及反应速度的实验测定 2：了解基元反应、复杂反应、反应级数、反应分子数的概念 3：掌握浓度、温度及催化剂对反应温度的影响4：了解速率方程的实验测定和阿累尼乌斯公式的有关计算 5：初步了解活化能的概念及其于反应速度的关系。
各小节目标：第一节：反应速率的定义1:掌握表示化学反应速率的两个概念。
2：学会用平均速率和瞬时速率来表示化学反应速率。
○1平均速率：2121c c r tt -=-- ○2瞬时速率:某一时刻的化学反应速率。
第二节：反应速率与反应浓度的关系○1掌握反应级数的概念，学会建立简单的速率方程。
○2掌握速率常数k 的概念及意义，可以由速率常数的单位来确定反应级数。
第三节：反应机理○1了解什么是基元反应。
○2学会从微观角度角度建立速率方程探讨反应机理。
第四节：反应物浓度与时间的关系○1熟练掌握零级、一级、二级、三级反应中反应物浓度与时间的关系。
○2学会计算零级、一级反应的半衰期，了解二级、三级反应的半衰期。
第五节：反应速率理论的简介了解解释基元反应速率方程的碰撞理论和解释阿仑尼乌斯方程的过渡态理论。
第六节：温度对化学反应速率的影响○1掌握阿仑尼乌斯公式的三种表达方式及计算○1aE RTk Ae-=○2ln ln Eak A RT =-+○3ln lg 2.303a E k A RT=-+，○2熟悉温度对化学反应速率的影响。
○3学会计算不同温度下的速率常数的关系212112lg ()2.303a E k T T k R TT -=。
第七节：催化剂与催化反应简介简单了解催化剂对化学反应速率的影响原理。
Ⅱ 习题一 选择题1.下列说法正确的是（ ）A.反应速率常数的大小即反应速率的大小B.反应级数和反应分子数是同义词C.反应级数越大，反应速率越大D.从反应的速率常数的单位可以推测该反应的反应级数2.关于催化剂的下列说法中，正确的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版)A 不能改变反应的△G , △H, △S, △UB 不能改变反应的△G ，但能改变△H ，△S, △UC 不能改变反应的△G ，△H ，但能改变△S, △UD 不能改变反应的△G ，△H, △U ，但能改变△S3.对任意化学反应，其含义是（ ）A.表明它是二级反应B.表明它是双分子反应C.表明反应物与产物间的计量关系D.表明它是基元反应4.二级反应速度常数的量纲是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版)A. s -1B. mol ∙dm -3 C . mol ∙dm -3 ∙ s -1 D . mol -1∙dm 3∙ s -15.某化学反应进行1h ，反应完成50%，进行2h ，反应完成100%，则此反应是（ ）A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应6.升高同等温度，反应速度增大幅度大的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.活化能小的反应B.双分子反应C. 多分子反应 D .活化能大的反应7.对于反应2D+E→2F，若反应机理为：（快）（快）（慢）则反应的速度方程为（）A.v=kC D2C EB.v=kC D C EC.v=kC D3/2C E D .v=kC D1/2C E8.某一级反应的速率常数为9.5×10-2min-1，则此反应的半衰期为（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.3.65 minB.7.29 minC.0.27 minD.0.55 min9.反应W产物的速度常数为8L2mol-2s-1，若浓度消耗一半时的速度为8L2mol-2s-1，则起始浓度为（）A.8mol/LB.4mol/LC.16mol/L D .2mol/L10.温度升高导致反应速率明显增加的主要原因是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A .分子碰撞几率增加 B.反应物压力增大C .活化分子数增加D .活化能降低11.有反应X＋Y＝Z。
大学化学易考知识点化学反应速率的计算方法
大学化学易考知识点化学反应速率的计算方法大学化学易考知识点：化学反应速率的计算方法化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量，也是研究化学反应机理和反应动力学的重要参数之一。
正确地计算化学反应速率不仅对于理论研究有着重要意义，对于工业生产和日常生活中的化学实验也有着实际应用价值。
本文将介绍化学反应速率的计算方法，帮助读者更好地理解和掌握这一知识点。
1. 反应物消耗速率法反应物消耗速率法是一种直接测量化学反应速率的方法。
它通过观察反应物消失的速度来计算反应速率。
在此方法中，我们需要选择一种反应物并测量其消耗的速率，然后根据化学方程式中反应物的摩尔比例关系计算其他反应物的消耗速率。
具体计算公式如下：速率= Δ[c] / Δt其中，Δ[c]表示反应物浓度的变化量，Δt表示时间的变化量。
2. 产物生成速率法产物生成速率法是一种通过观察产物生成的速度来计算反应速率的方法。
在此方法中，我们需要选择一种产物并测量其生成的速率，然后根据化学方程式中产物的摩尔比例关系计算其他产物的生成速率。
具体计算公式如下：速率= Δ[d] / Δt其中，Δ[d]表示产物浓度的变化量，Δt表示时间的变化量。
3. 初始速率法初始速率法是一种通过研究反应在初始时刻的速率来计算整个反应速率的方法。
在此方法中，我们需要在不同条件下进行多次实验，测量反应在各个条件下的初始速率，然后根据实验结果推导出反应速率与反应物浓度之间的关系。
具体计算公式如下：速率 = k[A]^m[B]^n其中，k为速率常数，[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度，m 和n为反应物A和B的反应级数。
4. 定量分析法定量分析法是一种通过定量分析反应物或产物的浓度变化来计算反应速率的方法。
在此方法中，我们可以使用酸碱滴定法、氧化还原滴定法、分光光度法等技术方法来测定反应物或产物的浓度变化，并据此计算反应速率。
需要注意的是，化学反应速率的计算方法取决于具体的反应类型和实验条件。
化学中的化学反应速率(化学知识点)
化学中的化学反应速率（化学知识点）化学反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的速率。
反应速率的快慢对于化学反应的研究和应用具有重要的意义。
本文将介绍化学反应速率的定义、影响因素以及如何测定反应速率。
一、化学反应速率的定义化学反应速率是指在一定条件下，反应物消失或产物生成的速率。
一般情况下，反应速率可以通过反应物消失的速率来描述，以此来衡量反应进行的快慢。
化学反应速率可以用如下公式来表示：速率= ΔC/Δt其中，ΔC表示反应物浓度的变化量，Δt表示时间的变化量。
速率的单位可以是摩尔/升·秒（mol/L·s）、分子/升·秒（molecules/L·s）等。
二、影响化学反应速率的因素化学反应速率受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面。
1.反应物浓度：当反应物浓度增加时，反应物之间的碰撞频率增加，从而增加了反应的可能性，使得反应速率加快。
2.温度：提高温度会增加反应物的动能，使反应物之间的碰撞更加频繁且具有更高的能量。
因此，温度升高会加快反应速率。
3.催化剂：催化剂可以降低反应的活化能，使反应物更容易发生反应。
催化剂的存在可以提高反应速率，而不参与反应本身。
4.表面积：反应物的表面积越大，反应物颗粒之间的碰撞频率就越高，反应速率也会增加。
5.反应物的物理状态：气相反应相较于固相反应和液相反应具有更高的反应速率，因为气态分子之间的自由运动能带来更频繁的碰撞。
三、测定反应速率的方法测定反应速率是研究反应动力学的重要手段，常用的方法有以下几种。
1.逐点法：在反应过程中，定时取样，通过测定不同时间点上反应物消失或产物生成的量来计算反应速率。
2.连续监测法：利用分光光度计、电导计等仪器对反应过程进行实时监测，获得反应物浓度的变化曲线，从而计算反应速率。
3.消失溶液平行测定法：将相同溶液分装到多个容器中，分别对不同容器中的反应液进行逐点法测定并计算平均速率，以提高测定结果的准确性。
第三章化学反应速率_大学化学
。通常将它定义为：单位体积的反应系统中，反应进度 随时间的变化率，用符号表示。对于反应
aA + fF ＝ gG + dD （3.1）
化学反应速率的定义式为：
=
1 d V dt
式中V为系统的体积， 按（2.8）式：
L · s 。 v 的单位常用mol·
加快2～4倍。
kT 10 K 24 kT
1．阿仑尼乌斯公式
阿仑尼乌斯根据实验，提出反应速率与温度的定量关
系：
k＝Ae-Ea/RT
式中的A是指前因子；Ea叫做反应的活化能，单位是 kJ· mol-1。A与Ea都是反应的特性常数，当反应的温度区间 变化不大时，其值不随温度而改变，均可由实验求得。
活化能越高，活化分子数越少，反应速率越慢。活化能的大小取
决于反应物的本性，它是决定化学反应速率的内在因素。 活化能小于40kJ· mol-1反应，其反应速率非常大，反应可瞬间完 成；活化能大于400kJ· mol-1的反应，其反应速率非常小。前面提到的 汽车尾气NO治理反应活化能611kJ· mol-1，因此看不到该反应的进行。
Ea和A 是两个非常重要的动力学参量。由于Ea在指数
位置，所以它对k 的影响很大。 微分形式：
d ln k Ea 2 dt RT Ea Ea 积分形式 ln k2 ln A ln k1 ln A RT2 RT1 k2 Ea 1 1 ln ( ) k1 R T1 T2
例如的半衰期为8×108年，223Fr（钫）的半衰期为22 分钟，14C的半衰期为5730年等。某些放射性同位素的蜕变
可以作为估算古代化石、矿石、陨石以及地球年龄的基
础。如通常用于陨石和矿石年龄的估算，14C用于确定考古 学发现物和化石的年龄。 1947～1949年间美国科学家利比确立用14C确定地球年 代的概念与方法。为此他获得了1960年诺贝尔化学奖。
大学化学化学反应速率
（5-1）
式中：v为反应速率；k为速率常数； c为浓度；
a和b分别为反应物A和B浓度的指数；
（a+b）称为该反应的反应级数；
基元反应的化学反应速率与各反应物的浓度以其计量数为指 数的幂的连乘积成正比，这就是基元反应的质量作用定律。
◆ 把反应物浓度同反应速率定量地联系起来的数
学表达式称为速率方程。
◆ 反应的速率方程一般不能简单地从反应的计量
（3）活化络合物极不稳定，可以分解为产物，也可以分 解为反应物，反应速率取决于活化络合物的浓度及其分 解频率。正逆反应活化能之差为反应的摩尔焓变。
化学反应速率（rate of chemical reaction）
在一个特定的反应中，反应物或生成物的浓度随 时间的变化率，具有“浓度·时间-1”的量纲，常用 单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增 加来表示。其单位是mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1或 mol·L-1·h-1。
温度能显著地影响反应速率，绝大多数化学反应，无论是放热 反应还是吸热反应，其反应速率都随温度的升高而增大。
T2＞T1
温度升高，活 化分子百分数 增大，有效碰 撞的百分数增 加，使反应速 率大大加快。
阿仑尼乌斯
Svante August Arrhenius 1859~1927
温度对反应速率的影 响主要体现在对速率 常数k的影响上。1889 年瑞典物理化学家阿 仑尼乌斯总结了大量 实验事实，提出一个 较为精确的描述反应 速率与温度关系的经 验公式。
例如：消除汽车尾气的污染，可采用如下的反应
CO(g)
NO(g)
CO 2 (g)
1 2
N
2
(g)；
rG
m
化学反应中的物质的反应速率
化学反应中的物质的反应速率化学反应中的物质的反应速率是指在一定时间内，反应物质消耗或生成的量与时间的比值。
反应速率的大小与反应物浓度、温度、压强、催化剂等因素有关。
了解和掌握物质的反应速率对于化学工艺、环境保护、药物研发等方面都具有重要意义。
一、反应速率的定义和计算方法反应速率可用不同物质的浓度变化、质量变化和光谱吸收等方法进行测定。
以AB反应为例，其反应速率可用下式表示：反应速率（v）=Δ[A] / Δt其中，Δ[A]表示反应物A的浓度变化量，Δt表示时间变化量。
反应速率的单位可根据具体反应进行选择。
二、影响反应速率的因素1. 反应物浓度：反应物浓度越高，反应分子之间的碰撞概率越大，反应速率越高。
2. 温度：温度升高会增加反应物的动能，增加碰撞频率和碰撞能量，从而加快反应速率。
3. 压强：对于气相反应，压强的增加会导致气体分子碰撞频率增加，从而促进反应的进行。
4. 催化剂：催化剂可以提高反应速率，通过降低活化能，加快反应物的转化。
三、反应速率定律和反应级数一般来说，反应速率与反应物浓度的关系可以用速率定律方程表示。
以A和B反应生成产物C为例，其速率定律方程可以表示如下：v=k[A]ˣ[B]ʸ其中，k为速率常数，[A]和[B]为反应物浓度，x和y为反应物的反应级数。
反应级数可以通过试验测定得到。
例如，若一个反应的速率与反应物A的浓度平方成正比，与反应物B的浓度一次方成正比，则该反应为二级反应。
根据反应速率定律方程可确定反应级数。
四、动力学与反应平衡反应速率与反应平衡是研究化学反应中重要的两个方面。
反应速率研究重点在于探索速率与反应条件和反应物性质的关系；而反应平衡研究则侧重于反应物和产物在给定项条件下达到平衡态的关系。
动力学研究包括确定反应速率方程及其反应级数、计算和预测化学反应速率等。
反应平衡研究包括判断反应是否可逆、计算平衡常数等。
五、应用和意义对于化学工艺，了解和掌握反应速率有助于制定合适的生产方案，提高生产效率和产品质量。
化学反应速率
化学反应速率化学反应速率是指反应物质在单位时间内消耗或形成的量。
反应速率的大小与化学反应进行的快慢有关，可以通过实验来确定。
本文将介绍化学反应速率的概念、影响因素以及如何测量和调控反应速率。
一、化学反应速率的定义化学反应速率是指在单位时间内反应物质的消耗或生成速度。
一般用反应物浓度的变化量来表示，可以通过下式计算：反应速率= ΔC/Δt其中，ΔC表示反应物浓度的变化量，Δt表示时间间隔。
反应速率越大，反应进行得越快，反之亦然。
二、影响化学反应速率的因素1. 浓度：反应物浓度越高，反应速率越快。
这是因为高浓度意味着反应物分子碰撞的几率增加，从而增加了反应速度。
2. 温度：温度升高会导致分子动能增加，分子碰撞频率增加，反应速率增加。
根据阿伦尼乌斯方程，温度每升高10摄氏度，反应速率会增加2倍至3倍。
3. 催化剂：催化剂是能够改变反应机理、降低活化能的物质。
添加催化剂可以提高反应速率，但催化剂本身在反应中不参与化学变化。
4. 表面积：反应物分子在固体表面上的反应速率比在液体中要快。
这是因为固体表面积大，反应物分子易于吸附在固体表面上进行反应。
三、测量和调控1. 实验测量：可以通过实验来确定反应速率。
例如，在固定温度下，测量反应物浓度随时间的变化，根据测得的数据计算反应速率。
2. 温度控制：调控反应温度可以改变反应速率。
通过改变温度，可以调节反应的快慢，实现对反应速率的控制。
3. 催化剂的使用：添加催化剂可以提高反应速率。
选择适当的催化剂，可以加快反应速度，提高反应效率。
4. 反应物浓度调节：调节反应物浓度也可以改变反应速率。
增加反应物浓度可以加快反应速率，减少浓度则相反。
结语化学反应速率是化学反应进行的快慢的量化指标，受多种因素影响。
了解化学反应速率的概念和影响因素，对于实际应用具有重要意义。
实验测量和调控反应速率是化学研究和工业生产中常用的手段，可以根据实际需要选择合适的方法来控制反应速率。
化学反应速率与反应级数
化学反应速率与反应级数化学反应速率是指单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量。
反应速率的大小与反应物的浓度、温度、压力、催化剂等因素有关。
反应速率的研究对于了解化学反应机理和优化反应条件具有重要意义。
而反应级数则是描述反应速率与反应物浓度之间的关系的指标。
反应速率与浓度的关系可以用速率方程表示，速率方程常用于描述反应速率与反应物浓度的数量关系。
速率方程的形式通常由实验数据确定。
反应级数是速率方程中各个反应物浓度的幂次，反映了反应速率与反应物浓度之间的关系。
一、反应速率的影响因素1. 反应物浓度：反应物浓度的增加会提高反应物分子之间的碰撞频率，从而增加反应速率。
根据速率方程，反应物浓度越高，反应速率越大。
2. 温度：温度的增加会提高反应物分子的平均动能，使得反应物更容易产生有效碰撞，从而增加反应速率。
根据阿伦尼乌斯方程，反应速率与温度之间呈指数关系。
3. 压力：对于气相反应，压力的增加会使气体分子的平均自由程减小，增加碰撞的频率，从而增加反应速率。
4. 催化剂：催化剂可以提供新的反应路径或降低活化能，从而加速反应速率。
催化剂参与反应但不参与化学方程式。
二、反应级数的定义和计算反应级数是速率方程中各个反应物浓度的幂次，它反映了反应速率与反应物浓度之间的关系。
一般而言，对于一个简单的单分子反应，反应级数等于反应物的乘幂；对于一个简单的双分子反应，反应级数等于反应物的乘幂之积。
以一个简单的反应为例：A + B ⟶ C，速率方程可以表示为r =k[A]^m[B]^n。
其中，k为速率常数，m和n为反应级数。
计算反应级数的具体步骤如下：1. 根据实验数据确定速率方程的形式。
2. 利用实验数据中反应物浓度和反应速率的变化关系求解反应级数。
3. 对于反应物浓度为1的情况，计算反应速率随时间的变化关系。
4. 利用反应速率随时间的变化关系确定反应级数。
需要注意的是，反应级数只能通过实验确定，并且不一定等于反应物系数。
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液相和在衡容容器中进行的气相反应，
系统的体积恒定，cB nB V ，所以（3.4）
式可简化为
v ＝1B
dcB dt
（3.5）
需要注意的是，（3.4），（3.5）式中的化学 B
计量数 的取值，仍是产物取正，反应物取负。这 样可以保证化学反应速率总是正值。
3.2 反应速率的测定
3.2.1 测定方法
（1）若H2O2起始浓度c0＝0.500mol·dm-3，问10min后浓 度c是多少？
解：用lnCB0/CBt＝kt，将有关数据代入得ln0.500 mol·dm3/CBt＝0.0410 min-1t＝0.0410 min-1×10min，则，CBt ＝0.332 mol·dm-3。
这种方法不仅操作麻烦，误差也较大。
2.物理法。
利用与系统浓度有关的物理性质（如压力、体积、旋关 度、折光率、电导、颜色和光谱等）进行快速测定或连续测 定。
如H2O2分解反应，实际上用量气管测定 O2体积随时间的变化，然后计算O2的生成量 及H2O2的分解量。
3.快速测定。
对于反应速率很快的反应，必须采取快速 分析方法。现在激光的采用已使观测的时间 标度降至1ps（10-12s）。
21世纪的热点研究领域：生物热力学和热化学 研究。如细胞生长过程的热化学研究、蛋白质定点 切割反应的热力学研究、生物膜分子的热力学研究 等；非线性、非平衡态的化学热力学与化学统计学 研究；分子—分子体系的热化学研究（包括分子力 场、分子与分子的相互作用）等。
了解反应历程非常有用。不同的历程可以得到 不同的结果。
测量不同时间某一反应物（或产物）的浓度， 绘制浓度随时间的变化曲线，从中求出某一时刻曲 线的斜率（dcB/dt），此斜率再乘以ν-1B即为该反应 在此时的反应速率。
3.2.2 浓度的测定方法
1.化学法。（通常采用滴定法）
一般用于液相反应，取样时必须设法使化学反应立即停 止（如用降温、稀释、加阻化剂等方法），才能进行测定。 采用该方法有什么缺点？
CH2CH2 + 1/2O2
环氧乙学研究的范畴。
第三章 化学反应速率
3.1 化学反应速率的定义
衡量化学反应快慢程度的物理量称为化学反应
速率。通常将它定义为：单位体积的反应系统中，
反应进度随时间的变化率，用符号表示。对于反应
aA + fF ＝ gG + dD
环氧乙烷原来的合成路线为：
C2H4 + Cl2+H2O = ClCH2CH2OH + HCl
（1）
ClCH2CH2OH +HCl+ Ca（OH）2 = 环氧乙烷+ CaCl2+2H2O （2）
总反应 C2H4+ Cl2 + Ca(OH)2 =环氧乙烷+ CaCl2+ H2O
这一反应不仅原子利用率低（只有25%，产生 75%的废料），而且还能造成环境污染。采用的绿 色化学方法，则可得到100%的原子利用率，当然也 不会造成污染。如
3.3 影响化学反应速率的因素
[演示实验]：《神奇的催化剂》 加MnO2的反应速率很快，这是催化剂作用的结
果；而加MnO2的反应，开始速率快，而后来速率 慢，是由于H2O2浓度越来越小的结果。
3.3.1 浓度对反应速率的影响
1．元反应：一步完成的简单反应称为元反应（又称 基元反应）。
组成总反应的一系列元反应的步骤称为反应历程或反应 机理。反应机理的确定必须经过实验来判断和检验。
例如的半衰期为8×108年，223Fr（钫）的半衰 期为22分钟，14C的半衰期为5730年等。某些放射性 同位素的蜕变可以作为估算古代化石、矿石、陨石 以及地球年龄的基础。如通常用于陨石和矿石年龄 的估算，14C用于确定考古学发现物和化石的年龄。
1947～1949年间美国科学家利比确立用14C确定 地球年代的概念与方法。为此他获得了1960年诺贝 尔化学奖。
化学反应速率的定义式为：
（3.1）
v 1 d =· V dt
v 式中V为系统的体积， 的单位常用mol·L-1·s-1。
按（2.8）式：
d
=
dnB
B
参加反应的任一物质B的物质的量的微小变化可表达为：
dnB ＝ B d
反应速率的定义式也可写成
v＝ 1 dnB B Vdt
（3.3） （3.4）
（2）一级反应的特点 ①．lncBt与t呈直线关系，直线的斜率为-k。 ②．半衰期t1/2（反应物消耗一半所须的时间）
与反应物的浓度无关，而与速率常数成反比。即
t1/2＝0.693/k
（3.9）
放射性元素蜕变掉一半数量（或放射性活度减少
到一半）所须的时间称为该放射性元素的半衰期。
它是放射性元素的一种特征常数。
例3.1 放射性所产生的强γ辐射，广泛用于癌
症治疗。放射性物质的强度以“居里”表示。买了 一
个含20居里的钴源，用了较长时间以后发现钴源的 剩余量只有5.3居里。问这一钴源用了多少时间了。 已知钴源的半衰期为5.26a。
解：因为t1/2＝0.693/k，即5.26a＝0.693/k，故k ＝0.132a-1
2．质量作用定律
在给定温度条件下，对于元反应，反应速率与反应物的 浓度（以元反应中该物质的化学计量数为指数）的乘积成正 比。这个定量关系称为质量作用定律，其相应的方程式称为 速率方程式。对于元反应
aA + fF ＝gG + dD 其速率方程式为
＝k cAa cFf
（3.6）
k称速率常数。 k与浓度无关，而与反应物的本性、温度、 催化剂等其它因素有关。当所有反应物的浓度 均为单位浓度时，k在数值上等于反应速率v。K 值越大，表明给定条件下该反应速率越大。
又因为lnc0/c＝kt，即ln20/5.2＝0.132a-1t ，故t＝ 10.2年。也就是该钴源已经用了10年多了。
估算陨石和矿石的年龄、确定考古学发现物和
化石的年龄，也是用类似的方法。
例3.2 化学反应 2H2O2（l）＝2H2O（l）+O2（g） 为一级反应，其速率常数k＝0.0410min-1
如是非元反应，对于（3.1）式的反应，其速 率方程为
＝kcA cF
（3.7）
α，β称为反应的分级数，分级数之和α + β ＝n，则称为反应的总级数或简称反应级数。
3．反应级数
元反应的级数都是简单的整数（如可为一级或 二级等）；而对于非元反应的级数可以是整数、分 数、负数、甚至无法说出具体级数，反应级数必须 由实验测得。