基元反应、反应速率方程ppt课件
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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
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
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。
பைடு நூலகம்
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;
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
(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:
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:
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)
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+M(低能)
快
(2)
H2+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
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
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
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。
பைடு நூலகம்
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;
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
(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:
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:
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)
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+M(低能)
快
(2)
H2+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
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