基础化学第三章资料

dD + eE
1 1 1 1 a b d e Note：
A B D
E
表示的是整个反应的反应速率，数值只有一个。 定温定容下的气相反应，也可以定义为气体的
分压随时间的变化率。
平均速率
某一有限时间间隔内浓度的量变化
1 c t
B
B
例题：2N2O5(CCl4) t1= 0 s t2=300 s
2
3.68104
N2O5的分解速率与N2O5浓度的比值是 恒定的，即反应速率υ与c(N2O5)成正比。
kc( N2O5 ) 可见：
对于一个一般的反应：
a A + b B = d D + eE
速率方程：
kc c
m A
n B
cA、cB分别表示反应物A、B的浓度
k 称为反应的速率常数
N2O5 2.5810 mol L s
5 1
1
影响反应速率的因素
内因：反应物质的本性
外因：浓度、温度、催化剂等
3.1.2 浓度对反应速率的影响
1、速率方程与速率常数
白磷在纯氧气中燃烧
白磷在含20%的氧气中燃烧
40℃，CCl4中N2O5分解反应的υ：c( N2O5 )
t /s
①k的物理意义是单位浓度时的反应速率；
②k由化学反应本身决定，是化学反应在一
定温度时的特征常数；
③相同条件下，k值越大，反应速率越快；
④k的数值与反应物的浓度无关；
⑤k受温度的影响，通常温度升高， k 增大；
⑥k的量纲与反应物浓度项的指数有关。
m、n分别称为反应物A和B的反应级数，它们的代 数和称为该反应的总反应级数。 ①反应级数表示了反应速率与物质的量浓度的关系； ②反应级数必须由实验确定；它可以是整数，可以是分
数，也可以是零；零级反应表示了反应速率与反应物
浓度无关； ③一般反应级数不一定与反应式中的计量系数相吻合； ④凡是化学反应速率方程不符合 反应级数的概念是不适用的。
0 300 600 900 1200
: cN O5 / s1
2
t /s
4
: cN O5 / s1
3.6510 4 3.5910 3.60104 3.62104 4 3.6110
1800 2400 3000 4200 5400
3.64104 3.62104 3.69104 3.61104
物质的量浓度随时间变化率的绝对值。
Note：取绝对值的原因是因为反应速率总是正值。
2、化学反应速率表示法
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化学反应速率。
对于一个一般的反应：
aA + bB
c t
D D
dD + eE
c t
A A
反应速率的单位：浓度· 时间-1

从瞬时速率的定义, 可以归纳出瞬时速率的求法: (1) 做浓度— 时间曲线图; (2) 在指定时间的曲线位置上做切线; (3) 求出切线的斜率(用做图法, 量出线段长, 求出比 值)
例题：2700s时的瞬时速率：
0.144 0 5 2 . 58 10 A点的斜率= 2 (55.8 0) 10
4NO2 (CCl4) + O2(g)
c1(N2O5) = 0.200 mol· L-1 c2(N2O5) = 0.180 mol· L-1
mol L-1 3.3 10 5 mol L-1 s -1 2 300 s
平均速率不能确切反映速率的变化情况， 只提供了一个平均值，用处不大。
实际上, 速率相当慢!
实际上, 反应速率相当快!
热力学 可能性；
动力学 现实性
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。
例如： 动力学认为： 1 3 N 2 H 2 NH 3 (g) 需一定的T，p和催化剂 2 2 1 点火，加压或催化剂 H 2 O 2 H 2O(l) 2
瞬时速率
时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极限
c dc lim t dt
B B t 0 B B
dc B 为导数，它的几何意义是c-t曲线上某 dt
点的斜率。
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。 最有实际意义和理论意义的 瞬时速率是初始速率 0
对于一个一般的反应：
aA + bB
有
dD + eE
1 1 1 1 a b d e
A B D
E
Note： •同一反应的反应速率，用不同物质的浓度表 示时，其数值是不同的。 •它们的比值等于反应式中各物质的计量系数 之比。
对于一般的化学反应:
wk.baidu.com
aA + bB
整个反应的反应速率:
火药爆炸、照片感光、离子反应等 氢气、氧气化合成水、金属腐蚀、 岩石风化、橡胶塑料老化等
快反应 慢反应
思考：如何比较化学反应的速率大小？
3.1 化学反应速率
3.1.1 化学反应速率定义及表示法
1、定义
化学反应速率是参与反应的某物质的“物质的
量”随时间变化率的绝对值。对于反应体积不
变的密闭系统，反应速率是参与反应的物质的
例题：某给定温度下，在密闭容器中氮气与氢气反 应生成氨，各物质浓度变化如下，计算该反应速率 N2 + 3H2→2NH3 起始浓度(mol· L-1) 1.0 3.0 0 3s后浓度(mol· L-1) 0.7 2.1 0.6 解：
0.7 1.0 N2 0.1mol L-1 s -1 3 2.1 3.0 H2 0.3mol L-1 s -1 3 0.6 0 NH 3 0.2mol L-1 s -1 3 1 1 N2 H2 NH 3 3 2
三个基本问题
能否发生 (反应的方向) 化学 反应 所需时间 (反应的速率) 进行程度 (反应的平衡)
可能性 热力学范畴 现实性 动力学范畴 学习内容 现实性 热力学范畴
第三章 化学反应速率与化学平衡
3.1 化学反应速率
3.2 化学平衡
热力学解决了化学反应的可能性问题，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。自发过程是否一定进行 得很快?