基元反应、反应速率方程ppt课件
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化学动力学-课件
处于某一量子状态k、l的生成物分子的反应
Br(i) H2( j) HBr(k) H(l)
简单反应：只含有一个基元反应 复合反应：含有多个基元反应
9-2-2 反应速率 r 一、定义
SI制： v 1 1 dnB vB V dt
r 1 1 dnB vB V dt
vB --计量系数
V --体积
[V]
dcA dt
kAcA cB cE cF
E的生成速率方程： rE
dcE dt
kEcA cB cE cF
, , , 分级数 n
n-反应的总级数，n可为正整数、分数、零和负数
二、速率常数 k
k－反应的速率常数 kA－A的消耗速率常数 kE－E的生成速率常数
k＝f(T,p,介质,催化剂等)
特征4 特征5
9-3-3 n 级反应 1. 速率方程
rA
dcA dt
kAcAn
(1) 只有一种反应物：aA 产物
(2) 除 A 组分外，其它大大过量（30倍以上）
rA
dcA dt
kAcA cB cC
kA (cB cC )cA
kA' cA
假级数反应/准级数反应
k
' A
kA (cB cC )
kB | vB | k
k的物理意义：单位浓度下的反应速率
r 的量纲：[浓度]·[时间]-1
k 的量纲：随反应级数而变 三、积分形式（动力学方程）
c = f (t)
c~t 曲线－动力学曲线
四、理想气体反应的速率常数
r'
1 vBdຫໍສະໝຸດ B dtk p pBn理想气体： p cRT
r
1 vB
dcB dt
Br(i) H2( j) HBr(k) H(l)
简单反应：只含有一个基元反应 复合反应：含有多个基元反应
9-2-2 反应速率 r 一、定义
SI制： v 1 1 dnB vB V dt
r 1 1 dnB vB V dt
vB --计量系数
V --体积
[V]
dcA dt
kAcA cB cE cF
E的生成速率方程： rE
dcE dt
kEcA cB cE cF
, , , 分级数 n
n-反应的总级数，n可为正整数、分数、零和负数
二、速率常数 k
k－反应的速率常数 kA－A的消耗速率常数 kE－E的生成速率常数
k＝f(T,p,介质,催化剂等)
特征4 特征5
9-3-3 n 级反应 1. 速率方程
rA
dcA dt
kAcAn
(1) 只有一种反应物：aA 产物
(2) 除 A 组分外，其它大大过量（30倍以上）
rA
dcA dt
kAcA cB cC
kA (cB cC )cA
kA' cA
假级数反应/准级数反应
k
' A
kA (cB cC )
kB | vB | k
k的物理意义：单位浓度下的反应速率
r 的量纲：[浓度]·[时间]-1
k 的量纲：随反应级数而变 三、积分形式（动力学方程）
c = f (t)
c~t 曲线－动力学曲线
四、理想气体反应的速率常数
r'
1 vBdຫໍສະໝຸດ B dtk p pBn理想气体： p cRT
r
1 vB
dcB dt
《化学动力学》PPT课件
§11.1 化学反应的速率及速率方程
速率常数 k
物理意义：当反应物 A、B 的物质的量浓度 cＡ、cＢ均为单 位物质的量浓度时的反应速率。
单位： ［k］＝ [浓度]1-n [时间]-1
一级反应： [时间]-1 二级反应： [浓度]-1[时间]-1
k 与反应物的物质的量浓度无关，当催化剂等其它条件确 定时，它只是温度的函数。
υp
1
A
dpA dt
1
B
dpB dt
1
Y
dpY dt
1
Z
dpZ dt
υp,A υp,B υp,Y υp,Z
- A - B Y Z
§11.1 化学反应的速率及速率方程
2. 基元反应与反应分子数
基元反应：宏观的反应过程一般在微观上包含有多个反应 步骤，称微观上的每一步反应为一个基元反应。
§11.2 速率方程的积分形式
3. 二级反应
(1) 只有一种反应物：a A
P
dcA
dt
kcA2
积分：
cA dcA
c cA，0
2 A
k
t
dt
0
11 积分结果： kt
cA cA,0
用转化率表示：
xA cA,（0 1
xA）
kt
§11.2 速率方程的积分形式
该类型二级反应的特征
① k 的单位是 浓度-1时间-1； ② 反应的t1/2与cA,0 成反比
1. 零级反应（n = 0）
速率方程:
υA
dcA dt
kcA0
k
积分:
dc CA
CA，0
A
k
t
dt
0
cA,0 cA kt
物理化学：11.03 速率方程(动力学方程)
H2 + Br2 = 2HBr
并不是基元反应。
2021/3/19
32
H2 + Br2 2HBr
r k[H2 ][Br2 ]1/2
n无法确定
1 k' [HBr]/[Br2 ]
但若：[ Br2] k [HBr] 则反应为准 1.5 级反应。
2021/3/19
27
2. 反应分子数
引起一个反应的直接过程所需的最少分子 数目叫反应分子数；反应分子数概念只适 用于基元反应。
积分式：浓度参数 ci 时间 (t) 关系式。 （ci 由微分式积分得到，故叫 积分式。）
2021/3/19
5
1. 基元反应的速率方程
1）质量作用定律：
基元反应的速率与反应物浓度的幂乘 积成正比（其中指数为反应物计量系 数）。
质量作用定律由实验总结得到，可用 统计理论计算验证。
2021/3/19
反应级数可整数、分数、正数、负数， 有时还无法确定。
2021/3/19
25
例：
非基元反应：
H2 + I2 2HI r = k [H2][ I2] ， n = 2 非基元反应：
H2+ Cl2 2HCl r = k [H2][Cl2]1/2， n = 1.5
2021/3/19
26
非基元反应：
准 n 级反应：
上述反应中，若反应物 Cl2 过量很多，反 应过程中[Cl2]几乎不变，可作常数处理， 则：
2021/3/19
22
r = k [H2][Cl2]1/2
r = k [Cl2]1/2 [H2] k [H2]
此时反应级数 n = 1，或称此时为准 1 级 反应；
同理：若 [H2] 很大而过量很多，则为准 0.5 级反应。
并不是基元反应。
2021/3/19
32
H2 + Br2 2HBr
r k[H2 ][Br2 ]1/2
n无法确定
1 k' [HBr]/[Br2 ]
但若：[ Br2] k [HBr] 则反应为准 1.5 级反应。
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27
2. 反应分子数
引起一个反应的直接过程所需的最少分子 数目叫反应分子数；反应分子数概念只适 用于基元反应。
积分式：浓度参数 ci 时间 (t) 关系式。 （ci 由微分式积分得到，故叫 积分式。）
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5
1. 基元反应的速率方程
1）质量作用定律：
基元反应的速率与反应物浓度的幂乘 积成正比（其中指数为反应物计量系 数）。
质量作用定律由实验总结得到，可用 统计理论计算验证。
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反应级数可整数、分数、正数、负数， 有时还无法确定。
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25
例：
非基元反应：
H2 + I2 2HI r = k [H2][ I2] ， n = 2 非基元反应：
H2+ Cl2 2HCl r = k [H2][Cl2]1/2， n = 1.5
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26
非基元反应：
准 n 级反应：
上述反应中，若反应物 Cl2 过量很多，反 应过程中[Cl2]几乎不变，可作常数处理， 则：
2021/3/19
22
r = k [H2][Cl2]1/2
r = k [Cl2]1/2 [H2] k [H2]
此时反应级数 n = 1，或称此时为准 1 级 反应；
同理：若 [H2] 很大而过量很多，则为准 0.5 级反应。
第五讲-化学动力学——化学反应速率、反应机理PPT课件
在化学反应中，某物质的浓度（物质的量浓度）
随时间的变化率称反应速率。反应速率只能为正 值，且并非矢量。
1、平均速率
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。
=
c
t
当△c为反应物浓度的变化时，取负号；△c为生
成物浓度的变化时，取正号
只能描述在一定时间间隔内反应速率的大致情况
-
在活着的有机物体内，有一部分碳元素为稳定同 位素碳-12，还有一小部分是放射性同位素碳-14。 生物活着时通过呼吸来补充碳-14，而当某种植 物或动物死亡后，其体内的碳-14就开始衰变 （一级反应），但稳定同位素碳-12的含量不会 变。在已知碳-14衰变速度的前提下（碳-14的半 衰期为5730年），可以通过测量样品中的碳-14 衰变的程度来计算出样品的年代。
-
25
一、化学反应速率
1、浓度对反应速率的影响
（5）一级反应及其特点
凡反应速率与反应物浓度一次方成正比的反应， 称为一级反应，其速率方程可表示为：
积分上式可得：
当上式t =可0表时示，为c =：c0（起始浓度），则B = lnc0。故
或
或
-
26
一、化学反应速率
1、浓度对反应速率的影响
4
一、化学反应速率
（一）反应速率及其表示方法
2、瞬时速率
若将观察的时间间隔△t缩短，它的极限是△t 0 ， 此时的速率即为某一时刻的真实速率—— 瞬时速 率：
对于下面的反应来说，a A+ b B = g G+ h H 其反应速率可用下列任一表示方法表示：
-
5
一、化学反应速率
（一）反应速率及其表示方法
在基元步骤中，发生反应所需的最少分子数目称 为反应分子数。根据反应分子数可将反应区分为 单分子反应、双分子反应和三分子反应三种，如：
化学动力学-- 化学反应的反应速率及速率方程.ppt
2019-10-13
反应进度（extent of reaction）
设反应为： R P
t 0 nR (0) nP (0)
t t nR (t) np (t)
nR (t) nR (0) np (t) nP (0)
d dnB B
2019-10-13
2019-10-13
平均速率
2019-10-13
瞬时速率
R P
vR
d[R ] dt
vp
d[P] dt
在浓度随时间变化的图上，在时间t 时，作交点的切线，
就得到 t 时刻的瞬时速率。显然，反应刚开始，速率大，然后 不断减小，体现了反应速率变化的实际情况。
2019-10-13
瞬时速率
第十一章 化学动力学
2019-10-13
化学热力学的研究对象和局限性
研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及
外界条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应
的可能性，但无法预料反应能否发生？反应的速率
如何？反应的机理如何？例如：
rGm$ / kJ mol1
1 2
N2
3 2
H2
NH3 (g)
16.63
H2
1 2
O2
H2O(l)
237.19
热力学只能判断这两个反应都能发生，但如何使它发
生，热力学无法回答。
2019-10-13
化学动力学的研究对象
化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及 温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应 速率的影响，把热力学的反应可能性变为现实性。
反应速率方程中，反应物浓度项不出现， 即反应速率与反应物浓度无关，这种反应称为 零级反应。常见的零级反应有表面催化反应和 酶催化反应，这时反应物总是过量的，反应速 率决定于固体催化剂的有效表面活性位或酶的 浓度。
反应进度（extent of reaction）
设反应为： R P
t 0 nR (0) nP (0)
t t nR (t) np (t)
nR (t) nR (0) np (t) nP (0)
d dnB B
2019-10-13
2019-10-13
平均速率
2019-10-13
瞬时速率
R P
vR
d[R ] dt
vp
d[P] dt
在浓度随时间变化的图上，在时间t 时，作交点的切线，
就得到 t 时刻的瞬时速率。显然，反应刚开始，速率大，然后 不断减小，体现了反应速率变化的实际情况。
2019-10-13
瞬时速率
第十一章 化学动力学
2019-10-13
化学热力学的研究对象和局限性
研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及
外界条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应
的可能性，但无法预料反应能否发生？反应的速率
如何？反应的机理如何？例如：
rGm$ / kJ mol1
1 2
N2
3 2
H2
NH3 (g)
16.63
H2
1 2
O2
H2O(l)
237.19
热力学只能判断这两个反应都能发生，但如何使它发
生，热力学无法回答。
2019-10-13
化学动力学的研究对象
化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及 温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应 速率的影响，把热力学的反应可能性变为现实性。
反应速率方程中，反应物浓度项不出现， 即反应速率与反应物浓度无关，这种反应称为 零级反应。常见的零级反应有表面催化反应和 酶催化反应，这时反应物总是过量的，反应速 率决定于固体催化剂的有效表面活性位或酶的 浓度。
第三章-化学反应速率理论
过渡态能量高于反应物，若要发生反应，必须克服这个能垒。 这个过渡态势能又低于其它所有可能的中间态的势能，可将 其看作是各种中间态中的势阱，因而可以说活化络合物具有 最低势能的原子构型。
. surface
一
势 能 ）面 （
1. 势能面概念的提出：
反应体系从始态经活化状态到终态，必然伴随着势能的 起伏变化，如果将这连续变化的势能标示出来，就构成了一 个如山峦起伏的势能面。如果能计算出势能面上越过某一能 垒的频率，即能计算出反应速率。
根据碰撞理论：
k PBT1/ 2eEc / RT
d ln k dT
1 2T
Ec RT 2
公 式 的
Ea
RT 2
1 2T
Ec RT 2
Ea
Ec
1 2
RT
比
EC——临界能
较
Ea——表观活化能（实验值）
由此式可知Ea与T确实有关。
Ea与Ec的异同
Ea=E活-E反——表观活化能是2个平均能量之差，是一个
正面碰撞 活化络合物 B-C键拉长
A-B成键 AB与C分离
设：x轴表示rAB，y轴表示rBC，z轴表示V， 则可得一势能面图形：
将势能面投影到一个平面图中——势能曲线 （RTP曲线）图，每条曲线是等势能线，线上数字 越大，势能越高。RTP曲线代表由A+B-C→A-B+C 的耗能最少的途径——反应坐标。
过渡态(T)能量 是所有其它中间 态能量最低的。
由R到达P点，需跨 越的最低势垒是T点
R——反应物（A+B-C）势能——势阱； T——活化络合物势能（[A…B…C]）——过渡态——势垒 ——鞍点； P——产物（A-B+C）势能——势阱； D——某种中间态势能（A…B…C）
. surface
一
势 能 ）面 （
1. 势能面概念的提出：
反应体系从始态经活化状态到终态，必然伴随着势能的 起伏变化，如果将这连续变化的势能标示出来，就构成了一 个如山峦起伏的势能面。如果能计算出势能面上越过某一能 垒的频率，即能计算出反应速率。
根据碰撞理论：
k PBT1/ 2eEc / RT
d ln k dT
1 2T
Ec RT 2
公 式 的
Ea
RT 2
1 2T
Ec RT 2
Ea
Ec
1 2
RT
比
EC——临界能
较
Ea——表观活化能（实验值）
由此式可知Ea与T确实有关。
Ea与Ec的异同
Ea=E活-E反——表观活化能是2个平均能量之差，是一个
正面碰撞 活化络合物 B-C键拉长
A-B成键 AB与C分离
设：x轴表示rAB，y轴表示rBC，z轴表示V， 则可得一势能面图形：
将势能面投影到一个平面图中——势能曲线 （RTP曲线）图，每条曲线是等势能线，线上数字 越大，势能越高。RTP曲线代表由A+B-C→A-B+C 的耗能最少的途径——反应坐标。
过渡态(T)能量 是所有其它中间 态能量最低的。
由R到达P点，需跨 越的最低势垒是T点
R——反应物（A+B-C）势能——势阱； T——活化络合物势能（[A…B…C]）——过渡态——势垒 ——鞍点； P——产物（A-B+C）势能——势阱； D——某种中间态势能（A…B…C）
2反应动力学基础PPT课件
生命在夏天比冬天生长更快，高温 下食品更容易熟。
2.3 温度对反应速率的影响
阿伦尼乌斯（瑞典）方程：
Arreh qe :a kn A te iiu o x E s / n p R)(T
k为反应速率常数，其意义是所有反应组分的浓度均为1时的反 应速率。
Where: E = activation energy (J/mol)（活化能） R = gas constant (J/mol*K)（气体常数） T = temperature (K) A = frequency factor (指前因子） (units of A, and k, depend on overall reaction order) A和E由实验确定 活化能E反映了 r对T的敏感性
这一步达到平衡，则：
K1cA c*A cp或cA* K1cA/cp
rAk2K 1 cA/cpkA c /cp
即非基元反应不能简单地由 质量作用定律决定！
2.2 反应速率方程
2N OO 2 2N O 2
rkcN2 OcO2
机理1：
NONO(NO)2 (NO)2 O2 2NO2
r k 2 c ( NO c) 2 O 2
c ( NO ) 2
K
1
c
2 NO
r
k
2
K
1
O3
NO3 NO2NO2
r k c c 2 N O 3 N O
c NO 3 K 1c NO cO 2
r
k
2K
c c 2
1 NO O2
机理 机理
速率方程 ？ 速率方程
2.2 反应速率方程
目前，绝大多数化学反应的机理还不清楚，因此主要是根 据实验结果来确定速率方程。方程的一种形式是幂函数型。
2.3 温度对反应速率的影响
阿伦尼乌斯（瑞典）方程：
Arreh qe :a kn A te iiu o x E s / n p R)(T
k为反应速率常数，其意义是所有反应组分的浓度均为1时的反 应速率。
Where: E = activation energy (J/mol)（活化能） R = gas constant (J/mol*K)（气体常数） T = temperature (K) A = frequency factor (指前因子） (units of A, and k, depend on overall reaction order) A和E由实验确定 活化能E反映了 r对T的敏感性
这一步达到平衡，则：
K1cA c*A cp或cA* K1cA/cp
rAk2K 1 cA/cpkA c /cp
即非基元反应不能简单地由 质量作用定律决定！
2.2 反应速率方程
2N OO 2 2N O 2
rkcN2 OcO2
机理1：
NONO(NO)2 (NO)2 O2 2NO2
r k 2 c ( NO c) 2 O 2
c ( NO ) 2
K
1
c
2 NO
r
k
2
K
1
O3
NO3 NO2NO2
r k c c 2 N O 3 N O
c NO 3 K 1c NO cO 2
r
k
2K
c c 2
1 NO O2
机理 机理
速率方程 ？ 速率方程
2.2 反应速率方程
目前，绝大多数化学反应的机理还不清楚，因此主要是根 据实验结果来确定速率方程。方程的一种形式是幂函数型。
化学动力学-反应机理与速率方程PPT课件
解：
dcO3 dt
k1cO3 cM k1cO2 cOcM k2cO3 cO
2k2cO3 cO
dcO dt
k1cO3 cM
k1cO2 cOcM
k2cO3 cO
0
k2cO3 cO k1cO3 cM k1cO2 cOcM
2O3 3O2
k1
O3 M k1
O + O3
O2 + O + M k2 2O 2
例：
CO Cl2 COCl2
Cl 2
k1 k1
2Cl
（快）
Cl CO M k2 COCl M （快） k2
COCl Cl2 k3 COCl2 Cl （慢）
例：
CO Cl2 COCl2
Cl
Cl 2
CO
k1 2Cl
M k1 k2 COCl
（快） M
（快）
k2
COCl Cl2 k3 COCl2 Cl （慢）
c N2O2
k1 k1
cN2 O
K ccN2 O
v k2KccN2OcO2 kcN2OcO2
k
k2 K c
d lnk
dT
d lnk2
dT
d lnKc
dT
Ea RT 2
E2 RT 2
U RT 2
Ea E2 U
反应机理中至少存在一个能快速达到 平衡的对峙反应；
由“慢反应”建立复合反应的速率方 程表达式（复合反应速率由慢速步骤 的速率决定） ；
由“对峙反应”解出活泼中间物的浓 度表达式；
求出复合反应速率系数和活化能。
平衡态处理法辨析 2O3 3O2
O3
M
k1 k1
大学化学教学课件-7化学反应速率
例题8-2
22
例： 已知60CO衰变的t1/2 = 5.26a，放射性60CO所产
生的γ射线广泛用于癌症治疗，放射性物质的强度以ci
（居里）表示。某医院购买一台20ci的钴源，在作用10 年后，还剩多少？
解：
t1/ 2
0.693 k
k0.6930.6930.13a 21 t1/2 5.2a6
N2O（g） Au N2（g）+ 1/2O2（g）
kc0N2O （为零级反应） 18
1、对于反应Cl2(g)+2NO(g) =2NOCl(g)（亚硝酰氯 ），实验 发现，如两反应物浓度都加倍，则反应速率增至8倍。该反 应的级数是 A. 0 B. 1 C.2 D.3 E. 1/2
2、已知A+2B= C，则其速率方程式为
A. υ = kcAcB2 B. υ= kcAcB C. υ = k cB2
D. υ=k c3
E. 无法确定
答：（1）D （2）E
19
二、浓度与时间的关系
（一）一级反应
一级反应是反应速率与反应物的一次方成正
比的反应。
设任一反应： aA
产物
则反应速率方程为：
c dc t
kdt
c0 c
（1）N2O5NO2 + NO3 （慢，速率控制步骤）
（2）NO3+ NO2 （3）NO + NO3
NO + NO2 + O2
（快）
2NO2
（快）
14
2.纯固态或纯液态反应物的浓度不写入速率方 程式。如：
C(s)+ O2(g)= CO2(g) υ = kc(O2) Hg(NO3)2 + Hg(l)= Hg2(NO3)2
化学动力学-反应速率方程PPT课件
k[Cl2 ]1Fra bibliotek 2[H2 ]
Br2 H2 2HBr
v 1 d[HBr] k[Br2]1/2[H2] 2 dt 1 k[HBr] / [Br2]
反应速率方程
Reaction Rate Equations
反应速率方程 （动力学方程） ——在其它因素固定不变的条件下，定量描
述各种物质的浓度对反应速率影响的数学方程。
v f (cA ,cB , )
反应速率方程由反应本性决定，与反应器的型式 和大小无关。 严格的反应速率方程难以获得，一般用经验半经 验方法得到近似的速率方程。
(mol m3 )1n s1
k kA kP
A P
非幂函数型速率方程
(non-power function type)
v
1
kcAa cBb kcAa cBb
反应机理决定速率方程形式。
I2 H2 2HI Cl2 H2 2HCl
v
1 2
d[HI] dt
k[I2
][H2
]
v
1 2
d[HCl] dt
基元反应
反应分子数
AP
单分子反应
AB P
双分子反应
2A B P
三分子反应
基元反应(elementary reactions) ：
基元反应的反应速率正比于该反应的反应物 浓度之积——质量作用定律(mass action law)
单分子反应 A P
v kcA
双分子反应 2A P
AB P
v kcA2 v kcAcB
复合反应(complex reactions)：
幂函数型速率方程
(power function type)
Br2 H2 2HBr
v 1 d[HBr] k[Br2]1/2[H2] 2 dt 1 k[HBr] / [Br2]
反应速率方程
Reaction Rate Equations
反应速率方程 （动力学方程） ——在其它因素固定不变的条件下，定量描
述各种物质的浓度对反应速率影响的数学方程。
v f (cA ,cB , )
反应速率方程由反应本性决定，与反应器的型式 和大小无关。 严格的反应速率方程难以获得，一般用经验半经 验方法得到近似的速率方程。
(mol m3 )1n s1
k kA kP
A P
非幂函数型速率方程
(non-power function type)
v
1
kcAa cBb kcAa cBb
反应机理决定速率方程形式。
I2 H2 2HI Cl2 H2 2HCl
v
1 2
d[HI] dt
k[I2
][H2
]
v
1 2
d[HCl] dt
基元反应
反应分子数
AP
单分子反应
AB P
双分子反应
2A B P
三分子反应
基元反应(elementary reactions) ：
基元反应的反应速率正比于该反应的反应物 浓度之积——质量作用定律(mass action law)
单分子反应 A P
v kcA
双分子反应 2A P
AB P
v kcA2 v kcAcB
复合反应(complex reactions)：
幂函数型速率方程
(power function type)
化学反应速率 优秀课件
实际上, 速率相当慢!
2NO2(g) → N2O4(g) ΔrGm = -4.78 kJ·mol–1
实际上, 反应速率相当快 热力学讨论可能性; 动力学讨论现实性
§4-1反应速率的定义
化学反应速率：在一定条件下反应物转变为生成物的速率。 化学反应速率经常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓 度的增加表示。
它的反应历程可能是如下两步基元反应：
① I2 ＝ I ＋ I ② H2 ＋ 2 I ＝ 2 HI
（快） （慢）
基元反应以及复杂反应中的基元步骤：
对于基元反应 a A ＋ b B ＝ g G ＋ h H 速率方程：r＝ k c(A)a c(B)b
基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为 幂指数的连乘积成正比。
用单位时间内反应物N2O5浓度的减少来表示平均反应速率
r (N 2 O 5 ) c (N 2 O 5 ) t2 2 t c 1 (N 2 O 5 )1 c (N t2 O 5 )
同样可以用NO2和O2的浓度的变化量来表示平均反应速率
r(NO 2)c( Nt O 2)
r(O2)
c(O2) t
3.19×10 – 3
2 6.00×10 – 3 2.00×10 – 3
6.36×10 – 3
3 6.00×10 – 3 3.00×10 – 3
9.56×10 – 3
4 1.00×10 – 3 6.00×10 – 3
0.48×10 – 3
5 2.00×10 – 3 6.00×10 – 3
1.92×10 – 3
化学反应速率 优秀课件
热力学解决了化学反应的可能性问题（反应进行的方 向和进行程度）, 但化学反应实际上的发生, 却是动力学研 究的范畴。化学反应的速率, 即是动力学的基础。
2NO2(g) → N2O4(g) ΔrGm = -4.78 kJ·mol–1
实际上, 反应速率相当快 热力学讨论可能性; 动力学讨论现实性
§4-1反应速率的定义
化学反应速率：在一定条件下反应物转变为生成物的速率。 化学反应速率经常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓 度的增加表示。
它的反应历程可能是如下两步基元反应：
① I2 ＝ I ＋ I ② H2 ＋ 2 I ＝ 2 HI
（快） （慢）
基元反应以及复杂反应中的基元步骤：
对于基元反应 a A ＋ b B ＝ g G ＋ h H 速率方程：r＝ k c(A)a c(B)b
基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为 幂指数的连乘积成正比。
用单位时间内反应物N2O5浓度的减少来表示平均反应速率
r (N 2 O 5 ) c (N 2 O 5 ) t2 2 t c 1 (N 2 O 5 )1 c (N t2 O 5 )
同样可以用NO2和O2的浓度的变化量来表示平均反应速率
r(NO 2)c( Nt O 2)
r(O2)
c(O2) t
3.19×10 – 3
2 6.00×10 – 3 2.00×10 – 3
6.36×10 – 3
3 6.00×10 – 3 3.00×10 – 3
9.56×10 – 3
4 1.00×10 – 3 6.00×10 – 3
0.48×10 – 3
5 2.00×10 – 3 6.00×10 – 3
1.92×10 – 3
化学反应速率 优秀课件
热力学解决了化学反应的可能性问题（反应进行的方 向和进行程度）, 但化学反应实际上的发生, 却是动力学研 究的范畴。化学反应的速率, 即是动力学的基础。
化学反应速率PPT课件
第二节 影响反应速率的因素
(二) 反应级数 (1) 定义: 反应速率方程式中各反应物浓度的指数之和. 例：基元反应：aA+bB = dD+eE ，速率方程式为V = k CAa CBb，则反应级数为n = a + b
SO2Cl2= SO2+Cl2 v = kCSO2Cl2（一级反应） NO2+CO= NO+CO2 v = kCNO2CCO（二级反应）
基元反应的反应级数和反应分子数相等。
第二节 影响反应速率的因素
例：非基元反应，
2N2O →2N2 + O2 2H2O2 →2H2O + O2 H2 +Cl2 →2HCl
v = k CN2O0= k v = k CH2O2 v = k CH2 CCl21/2
n=0 n=1 n = 3/2
H2 +I2 →2HI
v ( NO2 )
C NO2 t
0.30 3 103 mol L1 S 1 100
v (O2 )
CO2 t
0.075 0.75 103 mol L1 S 1 100
v ( N 2O5 ) : v ( NO2 ) : v (O2 )＝2 : 4 : 1
化学反应速率
教学要求
掌握： 化学反应速率、速率方程、速率常数、反应级数、基 元反应、复杂反应、反应分子数等概念。 浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。 反应速率理论。
熟悉： 活化分子、活化能的概念及其与反应速率的关系。
了解： 一级反应、半衰期 Arrhenius公式的有关计算
第一节 反应速率的表示方法
应
第二节 影响反应速率的因素
请选择：对于零级反应，正确的是
基元反应的反应速率方程式
基元反应的反应速率方程式在化学反应的世界里，基元反应就像是化学方程式的基本单元，每个小小的步骤都对整体反应至关重要。
今天，我们就来聊聊基元反应的反应速率方程式，它的奥秘可不少哦！1. 基元反应的概述1.1 什么是基元反应？说白了，基元反应就是那些不能再分解的最基本的化学反应步骤。
想象一下，制作一杯奶茶，我们的基元反应就是将茶叶放进热水中，这个步骤再简单不过了。
这个过程中的速率方程式，就是描述反应速度和反应物浓度之间关系的公式。
1.2 基元反应的种类基元反应分为几种类型，最常见的有单分子反应和双分子反应。
单分子反应就像一个人在房间里自己做事情；双分子反应则是两个化学物质碰撞在一起，像是一场化学舞会。
每种反应类型都有其特定的速率方程式。
2. 反应速率方程式的解析2.1 速率方程式是什么？速率方程式就像是化学反应的“速读题”，它告诉我们反应速度和反应物浓度之间的关系。
比如说，你在厨房里调料时，加盐的量多了，汤的味道变化也更快。
速率方程式就是描述这种变化的工具。
2.2 如何求解速率方程式？要弄清楚速率方程式，我们通常需要通过实验来得到反应物浓度和反应速率的数据，然后将这些数据代入公式进行计算。
简单来说，就是通过一系列的数据收集和计算，揭示反应的“速度秘密”。
3. 基元反应的速率方程式实例3.1 单分子反应的速率方程式对于单分子反应，它的速率方程式通常是简单的形式。
例如，如果反应是A → B，那速率方程式就是速率 = k[A]，其中 k 是速率常数。
这意味着反应速度只与 A 的浓度有关。
3.2 双分子反应的速率方程式而对于双分子反应，比如A + B → C，速率方程式就会复杂些。
它的形式通常是速率 = k[A][B]。
这表示反应速度与 A 和 B 的浓度都有关系。
如果你把 A 和 B 都多放点，反应的速度自然会快。
4. 小结基元反应的速率方程式就像是我们解开化学反应速度的钥匙。
通过了解它，我们不仅能搞清楚反应物如何影响反应速度，还能更好地掌控和调节反应过程。
基元反应、反应速率方程
第三节第三节反应速率方程反应速率方程速率方程也可用积分形式表达为反应组分浓度与时间的函数关系式称为反应的积分速率方程或动力学方程kineticequation
第二、三节 基元反应、反应速率方程
第二节 基元反应
一. 计量方程与机理方程
计量方程: 只表示反应前后的物料平衡关系。例如:
2O33O2
机理方程: 表示实际反应过程(反应历程)的方程。 例如上述反应经历了两个步骤:
第三节 反应速率方程
微分速率方程：恒温下以微分形式表达的反应速率r与各反应 组分浓度的函数关系式, 又称为反应的速率方程(rate equation):
r = f(c)
速率方程也可用积分形式表达为反应组分浓度与时间的 函数关系式,称为反应的积分速率方程或动力学方程(kinetic equation):
对某基元反应A+2D G, 由质量作用定律可得:
r kcAcD2
k: 反应速率常数
对总包反应, 例如:
H2+I2 2HI
可分解为两步基元反应:
(1) I2+M(高能)
k1 k2
2I+M(低能)
快
(2) H2+2I k 3
2HI
慢
反应(1)中正反应速率为: 逆反应速率为:
r1 = k1cI2cM r2 = k2cI2cM
一. 基元反应的速率方程 质量作用定律
反应(2)的速率为: r3 = k3cI2cH2 实验表明, 反应(1)的速率快, 能迅速达到平衡，则:
k1cI2cM = k2cI2cM
整理得:
cI2
k1 k2
cI2
反应(2)的速率慢, 总反应速率主要取决于反应(2)的速率
第二、三节 基元反应、反应速率方程
第二节 基元反应
一. 计量方程与机理方程
计量方程: 只表示反应前后的物料平衡关系。例如:
2O33O2
机理方程: 表示实际反应过程(反应历程)的方程。 例如上述反应经历了两个步骤:
第三节 反应速率方程
微分速率方程：恒温下以微分形式表达的反应速率r与各反应 组分浓度的函数关系式, 又称为反应的速率方程(rate equation):
r = f(c)
速率方程也可用积分形式表达为反应组分浓度与时间的 函数关系式,称为反应的积分速率方程或动力学方程(kinetic equation):
对某基元反应A+2D G, 由质量作用定律可得:
r kcAcD2
k: 反应速率常数
对总包反应, 例如:
H2+I2 2HI
可分解为两步基元反应:
(1) I2+M(高能)
k1 k2
2I+M(低能)
快
(2) H2+2I k 3
2HI
慢
反应(1)中正反应速率为: 逆反应速率为:
r1 = k1cI2cM r2 = k2cI2cM
一. 基元反应的速率方程 质量作用定律
反应(2)的速率为: r3 = k3cI2cH2 实验表明, 反应(1)的速率快, 能迅速达到平衡，则:
k1cI2cM = k2cI2cM
整理得:
cI2
k1 k2
cI2
反应(2)的速率慢, 总反应速率主要取决于反应(2)的速率
基元反应的速率方程
速率方程为：v = k [NO]2[O2]
什么是基元反应：
基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应。
化学反应式多数情况下不能说明反应的过程。
现实中有的反应是一步完成，而多数的反应需要经历若干个步骤才能完成。
基元反应的动力学规律符合质量作用定律，即：基元反应的化学反应速率与反应物的浓度数值相应方次乘积成正比；其方次即为各物质前面系数，均取正值。
从微观上看，反应物分子一般总是经过若干的简单反应步骤，才最后转化为产物分子的。
每一个简单的反应步骤，就是一个基元反应。
基元反应步骤要求反应物一步变成生成物，没有任何中间产物。
按照基元反应定义，所有的可逆反应均为非基元反应。
种类：
基元反应方程式中各反应物分子数之和称为反应分子数，按照反应分子个数可将基元反应划分为单分子反应、双分子反应和三分子反应，具体如下：
1、单分子反应
方程式：A→产物
2、双分子反应
方程式：A+B→产物或者2A→产物
3、三分子反应
方程式：A+B+C→产物或者2A+B→产物或者A+2B→产物。
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2 r kc c AD
k: 反应速率常数 H2+I2 2HI
对总包反应, 例如: 可分解为两步基元反应:
(1) I2+M(高能)
k3
k1 k2
2I
2HI
r1 = k1cI2cM r2 = k2cI2cM
慢
反应(1)中正反应速率为: 逆反应速率为:
一. 基元反应的速率方程 质量作用定律
2 3 I H 2
k1、k2、k3: 各基元反应的速率常数; k 总:为总包反应的速率常数。
二. 反应速率常数和反应级数
总包反应的速率方程应由实验确定, 其形式各不相同。例
如:
(1) H2+I22HI H2+Br22HBr H2+Cl22HCl
rkc c2 H 2 I
(2) (3)
、、……: 实验测得的各反应物的级数。
反应的总级数: n=+++…… 注意：各反应物的级数与其计量系数a、d、e……无关。
二. 反应速率常数和反应级数
说明： (1) 反应级数可以是整数, 也可以是分数; 可以是正数, 也可以 是负数或零; 有些反应也可能无级数可言; (2) 反应级数与反应分子数不同;
H2+I2
2HI
这是一个总包反应, 由以下基元反应组成:
(1) (2) I2+M(高能) H2+2I 2HI 2I+M(低能)
三. 反应分子数
参加基元反应的分子数目称为反应分子数。此处的分 子应理解为分子、离子、自由原子或自由基的总称。已知 的反应分子数只有1、2和3。
第三节 反应速率方程
第三节 反应速率方程
一. 基元反应的速率方程
质量作用定律
质量作用定律：在恒温下, 基元反应的速率正比于各反应物浓 度幂的乘积, 各浓度幂中的指数等于基元反应方程中各相应反
应物的系数。
注意：对于总包反应, 只有分解为若干个基元反应后, 才能逐个
运用质量作用定律。
一. 基元反应的速率方程
质量作用定律
对某基元反应A+2D G, 由质量作用定律可得:
反应(2)的速率为: r3 = k3cI2cH2 k1cI2cM = k2cI2cM 实验表明, 反应(1)的速率快, 能迅速达到平衡，则:
整理得:
2 cI
k1 cI2 k2
反应(2)的速率慢, 总反应速率主要取决于反应(2)的速率
k k 1 3 r r k c c c c k c c I I 总3 总 2H 2 2H 2 k 2
(4) 同一化学反应在不同的反应条件下可表现出不同的反应级 数。 例如在含有维生素 A 、 B1 、 B2 、 B6 、 B12 、 C 、叶酸、 烟酰胺等的复合维生素制剂中, 叶酸的热降解反应在323 K
以下为零级反应, 在323 K以上为一级反应。
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(3) 由于其他与反应速率有关的反应物浓度保持恒定(或近似恒 定), 而使反应速率只与某一反应物的浓度成正比的一级反
应 , 又 称 为 假 一 级 反 应 或 准 一 级 反 应 (pseudo first-order reaction);
例如蔗糖水解反应即可视为准一级反应： r = kc蔗糖
二. 反应速率常数和反应级数
基元反应、反应速率方程
第二节 基元反应
一. 计量方程与机理方程
计量方程: 只表示反应前后的物料平衡关系。例如: 2O33O2
机理方程: 表示实际反应过程(反应历程)的方程。 例如上述反应经历了两个步骤:
(1) (2)
O3
O+O3
O2+O
2O2
二. 基元反应与总包反应
基元反应(elementary reaction)：由反应物微粒(分子、原子、 离子或自由基等)一步直接生成产物的反应。 总包反应(overall reaction)：由多个基元反应组成的反应，又 称为复杂反应(complex reaction)。 例如H2和I2的气相反应:
r
kc H 2 c Br 2 k ' c HBr 1 c Br 2
r kc c H Cl 2 2
反应(1)和(3)的速率方程的比例常数k称为反应速率常数 (reaction-rate constant)或比反应速率(specific reaction rate), 简称速率常数或比速率。
二. 反应速率常数和反应级数
微分速率方程：恒温下以微分形式表达的反应速率r与各反应 组分浓度的函数关系式, 又称为反应的速率方程(rate equation): r = f ( c) 速率方程也可用积分形式表达为反应组分浓度与时间的 函数关系式 , 称为反应的积分速率方程或动力学方程 (kinetic equation): c = f (t)
速率方程中, 各反应物浓度幂中的指数, 称为该反应物的 级数; 所有反应物的级数之和, 称为该反应的总级数或反应级 数(order of reaction)。 aA+dD +eE +……G 其反应速率方程具有反应物浓度幂乘积的形式: d c A r k c c c A A A D E d t
k: 反应速率常数 H2+I2 2HI
对总包反应, 例如: 可分解为两步基元反应:
(1) I2+M(高能)
k3
k1 k2
2I
2HI
r1 = k1cI2cM r2 = k2cI2cM
慢
反应(1)中正反应速率为: 逆反应速率为:
一. 基元反应的速率方程 质量作用定律
2 3 I H 2
k1、k2、k3: 各基元反应的速率常数; k 总:为总包反应的速率常数。
二. 反应速率常数和反应级数
总包反应的速率方程应由实验确定, 其形式各不相同。例
如:
(1) H2+I22HI H2+Br22HBr H2+Cl22HCl
rkc c2 H 2 I
(2) (3)
、、……: 实验测得的各反应物的级数。
反应的总级数: n=+++…… 注意：各反应物的级数与其计量系数a、d、e……无关。
二. 反应速率常数和反应级数
说明： (1) 反应级数可以是整数, 也可以是分数; 可以是正数, 也可以 是负数或零; 有些反应也可能无级数可言; (2) 反应级数与反应分子数不同;
H2+I2
2HI
这是一个总包反应, 由以下基元反应组成:
(1) (2) I2+M(高能) H2+2I 2HI 2I+M(低能)
三. 反应分子数
参加基元反应的分子数目称为反应分子数。此处的分 子应理解为分子、离子、自由原子或自由基的总称。已知 的反应分子数只有1、2和3。
第三节 反应速率方程
第三节 反应速率方程
一. 基元反应的速率方程
质量作用定律
质量作用定律：在恒温下, 基元反应的速率正比于各反应物浓 度幂的乘积, 各浓度幂中的指数等于基元反应方程中各相应反
应物的系数。
注意：对于总包反应, 只有分解为若干个基元反应后, 才能逐个
运用质量作用定律。
一. 基元反应的速率方程
质量作用定律
对某基元反应A+2D G, 由质量作用定律可得:
反应(2)的速率为: r3 = k3cI2cH2 k1cI2cM = k2cI2cM 实验表明, 反应(1)的速率快, 能迅速达到平衡，则:
整理得:
2 cI
k1 cI2 k2
反应(2)的速率慢, 总反应速率主要取决于反应(2)的速率
k k 1 3 r r k c c c c k c c I I 总3 总 2H 2 2H 2 k 2
(4) 同一化学反应在不同的反应条件下可表现出不同的反应级 数。 例如在含有维生素 A 、 B1 、 B2 、 B6 、 B12 、 C 、叶酸、 烟酰胺等的复合维生素制剂中, 叶酸的热降解反应在323 K
以下为零级反应, 在323 K以上为一级反应。
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(3) 由于其他与反应速率有关的反应物浓度保持恒定(或近似恒 定), 而使反应速率只与某一反应物的浓度成正比的一级反
应 , 又 称 为 假 一 级 反 应 或 准 一 级 反 应 (pseudo first-order reaction);
例如蔗糖水解反应即可视为准一级反应： r = kc蔗糖
二. 反应速率常数和反应级数
基元反应、反应速率方程
第二节 基元反应
一. 计量方程与机理方程
计量方程: 只表示反应前后的物料平衡关系。例如: 2O33O2
机理方程: 表示实际反应过程(反应历程)的方程。 例如上述反应经历了两个步骤:
(1) (2)
O3
O+O3
O2+O
2O2
二. 基元反应与总包反应
基元反应(elementary reaction)：由反应物微粒(分子、原子、 离子或自由基等)一步直接生成产物的反应。 总包反应(overall reaction)：由多个基元反应组成的反应，又 称为复杂反应(complex reaction)。 例如H2和I2的气相反应:
r
kc H 2 c Br 2 k ' c HBr 1 c Br 2
r kc c H Cl 2 2
反应(1)和(3)的速率方程的比例常数k称为反应速率常数 (reaction-rate constant)或比反应速率(specific reaction rate), 简称速率常数或比速率。
二. 反应速率常数和反应级数
微分速率方程：恒温下以微分形式表达的反应速率r与各反应 组分浓度的函数关系式, 又称为反应的速率方程(rate equation): r = f ( c) 速率方程也可用积分形式表达为反应组分浓度与时间的 函数关系式 , 称为反应的积分速率方程或动力学方程 (kinetic equation): c = f (t)
速率方程中, 各反应物浓度幂中的指数, 称为该反应物的 级数; 所有反应物的级数之和, 称为该反应的总级数或反应级 数(order of reaction)。 aA+dD +eE +……G 其反应速率方程具有反应物浓度幂乘积的形式: d c A r k c c c A A A D E d t