第三章 化学动力学基础
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④同样的方法，确定其它反应物的反应级数。 这种由反应物初始浓度的变化确定反应速率和 速率方程式的方法，称为 初始速率法 。
16
例：在1073K时，发生下列反应：
2NO(g)+2H 2(g)→N 2(g)+2H 2O(g) 已知测得下列数据，试用初始速率法确定该反 应的速率方程式。
解：设反应的速率方程为：
?=2 表示该反应对B物质是二级反应。 ? +? ——反应总级数。 ★注意： 反应级数由实验确定。可以是零、正整数、分 数和负数。
12
3.2.2 元反应和复合反应
1.元反应（又称基元反应）： ? 由反应物只经一步生成产物的反应,没有可用
宏观实验方法检测到的中间产物。 ?元反应的特点:
对于元反应，其速率方程式中反应物浓度的指 数为反应方程式中各反应物化学式的系数。
1 mol·L-1时的反应速率。
k?
1
c
α A
c
β B
υ
单位由反应级数而定:
零级反应k的单位为mol·L -1 ·s-1, 一级反应k的单位为s-1，
二级反应k的单位为mol -1·L ·s-1 。
它是表征化学反应速率相对大小的物理量。大小
11
2.反应级数 ? 、? ——c (A)、 c(B) 的指数，称为反应级数。 一般有， ? ≠a、? ≠b 如果? =1，表示该反应对A物质为一级反应。
9
式中：
k ——反应速率系数，单位为：[c]
1- (α+β) -1 [t]
c (A)和 c(B) ——A、B反应物的浓度，
单位为：mol·L-1
α 、β ——反应级数，量纲为一
只有通过实验确定了反应级数和速率常数后， 才能确定速率方程式。
10
1.比例常数k 又称反应的速率系数，数值等于当c (A)=c(B)=
3.1.1平均速率和瞬时速率
(1)平均速率:
是反应在某一时间间隔内浓度变化的平均值。
υ
(2)瞬时速率:
? 1 Δ cB νBΔ t
是△t→0时反应的平均速率的极限值。
υ ? lim υ
Δ t? 0
2
例如
N2(g)? 3H2(g)? 2NH3(g)
起始浓度/（mol·L-1) 2.0 3.0
0
2s末浓度/（mol·L-1) 1.8 2.4
6
★注意
（1）用反应进度定义的反应速率就不必指明 所选用的物质
（2）由于反应进度与计量方程式有关，所以， 在表示反应速率时，必须写明相应的化学计 量方程式
（3）如果是气相反应,反应速率也可以用反应 系统中组分气体的分压对时间的变化率表示
1 υ?
νB
（4）单位为mol·L-1·s-1
dp B dt
7
例如：
NO(g)? O3(g)? NO2(g)? O2(g)
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速率方程式为:
υ ? kc(NO)C(O 3 )
2.复合反应
?由多个元反应组合而成的总反应。 ?复合反应的特点:
大多数复合反应的速率方程中的浓度指数 (反 应级数)与反应方程式中各反应物化学式的系 数往往不一致。其反应级数必须由实验确定。
c(NH 3 ) Δt
(0.4 ?
? 0)mol (2 ? 0)s
?L? 1
?
0.2mol
?L? 1 ?s ? 1
υ (N2 ):υ (H2 ):υ (NH3 ) =1：3：2 4
根据IUPAC 的推荐化学反应的速率用在一定
条件下，单位时间内的反应进度的变化表示。
若反应是在恒定容器中进行，反应速率可用
14
选择题：
1）对于下列基元反应A+2B? C，其速率常数为 k，若某一时刻（时间为秒），A的浓度为 2mol/L ，B的浓度为3mol/L ，则反应速率为（）
A） 6k mol·L-1·s-1 B）12k mol·L-1·s-1 C）18k mol·L-1·s-1 D）36k mol·L-1·s-1 2）已知2NO(g)+Br 2 (g) =2NOBr(g) 为基元反应， 在一定温度下，当总体积扩大一倍时，正反应 速度为原来的 ( )
A）4倍 B）2倍 C）8倍 D）1/8倍
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3.2.3 确定化学反应速率方程的方法
------初始速率法
其基本要点为： ①将反应物按不同的组成配制一系列混合物 ②先只改变一种反应物 A的浓度，保持其它反
应物浓度不变
③反应在某一温度下开始进行，记录一定时间间隔内 A的浓度变化，作出图 cA-t，确定t=0 时的瞬时速率。 若能得到至少两个不同 cA条件下瞬时速率，就可确 定A的反应级数。
单位体积中，单位时间内反应进度的变化表
示。
υ
?
1 dξ V ? dt
?
1ν
? B
1dn
B
V dt
? ν
1 B dt
dn ?Vቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B
1 ?
νB
?ddctB
5
?
?
1 1
d c ( N2 ) dt
? ? 1 d c ( H2 )
3
dt
?
1 d c ( N H3 )
2
dt
? 0. 1 m o l ? L ? 1 ? s ? 1
0.4
υ(N
Δc(N 2 ) ? ? Δt
2)
(1.8 ??
? 2.0)mol
?L? 1 ? 0.1mol ?L? 1 ?s ? 1
(2 ? 0)s
3
υ
(H2 ) ?
Δ ?
c(H 2 ) Δt
(2.4 ??
? 3.0)mol (2 ? 0)s
?L? 1 ? 0.3mol
?L? 1 ?s ?1
υ
Δ (NH 3 ) ? ?
影响化学反应速率的内因是：反应物的本性。 影响化学反应速率的外因是：反应的各种条件， 主要包括反应物浓度、温度和催化剂
8
3.2浓度对反应速率的影响——速率方程式
3.2.1 化学反应速率方程 对于一般反应：aA+bB ? yY+zZ 反应速率与反应物浓度间的定量关系为：
? =kc ? (A) c ?(B) 称为化学反应的速率定律或反应的速率方程式
? =k [c (H2)] ? [c (NO) ]?
? =2
? =1
将实验中的任一组数据代入以上方程，则有：
k
?
υ c 2(NO)c(H
2)
7.9 ? 10 ? 7 mol ?L?1 ?s ?1 ? (1.0 ? 10 ? 3 mol ?L?1 )2 ? 6.0 ? 10 ? 3 mol ?L?1
第三章 化学动力学基础
主要内容：
1.反应速率的概念； 2.浓度对反应速率的影响(速率方程式)； 3.温度对反应速率的影响(Arrhennius 方程式) ； 4.催化剂对反应速率的影响； 5.用碰撞理论和活化络合物理论解释浓度和温 度对反应速率的影响。
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3.1化学反应速率(Reaction Rate)的概念
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例：在1073K时，发生下列反应：
2NO(g)+2H 2(g)→N 2(g)+2H 2O(g) 已知测得下列数据，试用初始速率法确定该反 应的速率方程式。
解：设反应的速率方程为：
?=2 表示该反应对B物质是二级反应。 ? +? ——反应总级数。 ★注意： 反应级数由实验确定。可以是零、正整数、分 数和负数。
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3.2.2 元反应和复合反应
1.元反应（又称基元反应）： ? 由反应物只经一步生成产物的反应,没有可用
宏观实验方法检测到的中间产物。 ?元反应的特点:
对于元反应，其速率方程式中反应物浓度的指 数为反应方程式中各反应物化学式的系数。
1 mol·L-1时的反应速率。
k?
1
c
α A
c
β B
υ
单位由反应级数而定:
零级反应k的单位为mol·L -1 ·s-1, 一级反应k的单位为s-1，
二级反应k的单位为mol -1·L ·s-1 。
它是表征化学反应速率相对大小的物理量。大小
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2.反应级数 ? 、? ——c (A)、 c(B) 的指数，称为反应级数。 一般有， ? ≠a、? ≠b 如果? =1，表示该反应对A物质为一级反应。
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式中：
k ——反应速率系数，单位为：[c]
1- (α+β) -1 [t]
c (A)和 c(B) ——A、B反应物的浓度，
单位为：mol·L-1
α 、β ——反应级数，量纲为一
只有通过实验确定了反应级数和速率常数后， 才能确定速率方程式。
10
1.比例常数k 又称反应的速率系数，数值等于当c (A)=c(B)=
3.1.1平均速率和瞬时速率
(1)平均速率:
是反应在某一时间间隔内浓度变化的平均值。
υ
(2)瞬时速率:
? 1 Δ cB νBΔ t
是△t→0时反应的平均速率的极限值。
υ ? lim υ
Δ t? 0
2
例如
N2(g)? 3H2(g)? 2NH3(g)
起始浓度/（mol·L-1) 2.0 3.0
0
2s末浓度/（mol·L-1) 1.8 2.4
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★注意
（1）用反应进度定义的反应速率就不必指明 所选用的物质
（2）由于反应进度与计量方程式有关，所以， 在表示反应速率时，必须写明相应的化学计 量方程式
（3）如果是气相反应,反应速率也可以用反应 系统中组分气体的分压对时间的变化率表示
1 υ?
νB
（4）单位为mol·L-1·s-1
dp B dt
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例如：
NO(g)? O3(g)? NO2(g)? O2(g)
13
速率方程式为:
υ ? kc(NO)C(O 3 )
2.复合反应
?由多个元反应组合而成的总反应。 ?复合反应的特点:
大多数复合反应的速率方程中的浓度指数 (反 应级数)与反应方程式中各反应物化学式的系 数往往不一致。其反应级数必须由实验确定。
c(NH 3 ) Δt
(0.4 ?
? 0)mol (2 ? 0)s
?L? 1
?
0.2mol
?L? 1 ?s ? 1
υ (N2 ):υ (H2 ):υ (NH3 ) =1：3：2 4
根据IUPAC 的推荐化学反应的速率用在一定
条件下，单位时间内的反应进度的变化表示。
若反应是在恒定容器中进行，反应速率可用
14
选择题：
1）对于下列基元反应A+2B? C，其速率常数为 k，若某一时刻（时间为秒），A的浓度为 2mol/L ，B的浓度为3mol/L ，则反应速率为（）
A） 6k mol·L-1·s-1 B）12k mol·L-1·s-1 C）18k mol·L-1·s-1 D）36k mol·L-1·s-1 2）已知2NO(g)+Br 2 (g) =2NOBr(g) 为基元反应， 在一定温度下，当总体积扩大一倍时，正反应 速度为原来的 ( )
A）4倍 B）2倍 C）8倍 D）1/8倍
15
3.2.3 确定化学反应速率方程的方法
------初始速率法
其基本要点为： ①将反应物按不同的组成配制一系列混合物 ②先只改变一种反应物 A的浓度，保持其它反
应物浓度不变
③反应在某一温度下开始进行，记录一定时间间隔内 A的浓度变化，作出图 cA-t，确定t=0 时的瞬时速率。 若能得到至少两个不同 cA条件下瞬时速率，就可确 定A的反应级数。
单位体积中，单位时间内反应进度的变化表
示。
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5
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c(H 2 ) Δt
(2.4 ??
? 3.0)mol (2 ? 0)s
?L? 1 ? 0.3mol
?L? 1 ?s ?1
υ
Δ (NH 3 ) ? ?
影响化学反应速率的内因是：反应物的本性。 影响化学反应速率的外因是：反应的各种条件， 主要包括反应物浓度、温度和催化剂
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3.2浓度对反应速率的影响——速率方程式
3.2.1 化学反应速率方程 对于一般反应：aA+bB ? yY+zZ 反应速率与反应物浓度间的定量关系为：
? =kc ? (A) c ?(B) 称为化学反应的速率定律或反应的速率方程式
? =k [c (H2)] ? [c (NO) ]?
? =2
? =1
将实验中的任一组数据代入以上方程，则有：
k
?
υ c 2(NO)c(H
2)
7.9 ? 10 ? 7 mol ?L?1 ?s ?1 ? (1.0 ? 10 ? 3 mol ?L?1 )2 ? 6.0 ? 10 ? 3 mol ?L?1
第三章 化学动力学基础
主要内容：
1.反应速率的概念； 2.浓度对反应速率的影响(速率方程式)； 3.温度对反应速率的影响(Arrhennius 方程式) ； 4.催化剂对反应速率的影响； 5.用碰撞理论和活化络合物理论解释浓度和温 度对反应速率的影响。
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3.1化学反应速率(Reaction Rate)的概念