[课件]第三章 化学动力学2PPT

3.4.3 如何确定非基元反应的速率方程式
非基元反应的速率方程由实验确定。 aA + bB =dD+eE 可先假定其速率方程式为
ν = k c Ax c B y
然后通过实验确定x和y值
【例】已知反应 aA + bB = C 在某温 度下实验测得的数据如下表，求该反应的 速率方程和速率常数k。 编号 1 2 3 4 起始浓度(mol· L-1) cB cA 初速(mol· L-1· s-1) vC
3x 3y
k ( 6 . 00 10 )( 1 . 00 10 ) 1 3x 3y ( 6 . 00 10 )( 2 . 00 10 ) 2 k
. 10 10 1 1 3 3 . 36 10 2 2 6
推出
y 3
y=1
2. 瞬时反应速率
时间间隔Δt 趋于无限小(Δt →0)时的 平均速率的极限。
c dc A A lim A △t→0 t dt
一般瞬时速率可表示为：
dc 1 dc 1 dc dc G 1 A D 1 H a dt d dtg dth dt
对于气体反应，可以用气体分压来代替浓度 N2O5 (g) → N2O4 + ½ O
注意:： 1. 质量作用定律只适用于基元反应， 非基元反应的速率方程由实验确定。 2. 均匀体系中，纯固体、纯液体的浓 度视为常数，不写入速率方程。 C (s) + O2 (g) → CO2 (g) 3. 如果反应物中有气体，在速率方程 式中可用气体分压代替浓度。
k c O
2
k' p O
6.00 × 10-3 6.00 × 10-3 1.00 × 10-3 2.00 × 10-3
1.00 × 10-3 2.00 × 10-3 6.00 × 10-3 6.00 × 10-3
3.10 × 10-3 6.36 × 10-3 0.48 × 10-3 1.92 × 10-3
解 :：
ν = k cAx cB y
对于等容反应，反应过程中体积保持不变,
反应速率：单位体积内的转化速率(V)。 V
= J /V = Δn/(V×ν×Δt) = ΔC/(ν×Δt)
瞬时反应速率 V
：
= lim (ΔC/ν×Δt)
=(1/ν) ×dc/dt
一般的化学反应： a A + dD = gG
+ hH
C C C C G A D H a t d t g t h t
d ( N p 2 O 5 )d ( N p 2 O 4 ) d ( O p 2 ) 2 dt dt dt
如何求平均反应速率和瞬时速率？
【例】 初始 t1 2秒后 t 2
N2 + 3H2 = 1.0 3.0 0.8 2.4
2NH3 0.0 mol· L-1 0.4 mol· L-1
kc c NO CO
2
对于NO2，反应级数为 1， 对于CO，反应级数是 1， 该反应的反应级数： 1 + 1 = 2 例：非基元反应 2NO + 2 H2 = N2 + 2H2O
2
2
任一基元反应： a A + d D = g G + h H
kcc
速率常数
a d Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱD
速率方程
k 的物理意义：在一定的条件下(温度、催 化剂)，反应物浓度均为单位浓度时的反应 速率。 1. 反应不同，k值不同。 2. 同一反应，温度不同k值不同。 3. 同一反应，温度一定时，有无催 化剂k也是不同的。
N 2 H 2 NH 3
H 2
1 1
见例题3-1。
影响化学反应速度的因素。 3.4 浓度对反应速率的影响
3.4.1 基元反应和非基元反应 基元反应：反应物分子一步作用直接 转化成产物的反应。
非基元反应：反应物分子由两步或两步以上 作用转化成产物的反应。
例：非基元反应 H2 + I2 = 2HI ① I2 = 2 I (快 ) ② H2 + 2 I = 2HI (慢) (定速步骤)
绝大多数化学反应都是非基元反应，
因此，一般的反应方程式，除非特别说明 是基元反应，否则不能当作基元反应。
3.4.2 质量作用定律
质量作用定律：基元反应的反应速 率与反应物浓度以方程式中化学计量数 的绝对值为乘幂的乘积成正比。
例：基元反应 NO2 + CO = NO + CO2
c c NO CO kc c NO CO
2
反应级数
定义：在速率方程中，各反应物浓度 的指数之和称为反应的反应级数。 一般的化学反应: aA + bB → gG + hH
kcAcB

若α=1，对于A为一级反应； 若β=2， 对于B为二级反应，α+β=3，总反应级数 为3。基元反应的α＝a，β＝b，非基元反应 可通过实验确定其值． k 的单位：对于一级，二级和三级反应
第三章 化学 动力学2
3.3 化学反应速率及其表示法
转化速率：反应进度随时间的变化率
平均转化速率 J = (ξ
2–ξ 1)
/ (t2 -t1)
=Δξ /Δt = Δn/(ν×Δt) (Δξ =Δn/ν) ξ 2和 ξ 1 是反应在时间t2和t1的反应进度, Δn代表物质的量从始态n1到终态n2的变化, ν为该物质的化学计量数
c 2 ( N 2 ) c 1 ( N 2 ) 0 . 8 1 . 0 N 2 t 2 1 1 0 . 1 mol Ls 1 1 1 1 0 . 2 mol L s 0 . 3 mol L s, NH 3
0 . 1 mol L s 1 3 2
3 1 1 同理： 4 2 4
计算 k 值
x
x=2
将（1）的数据代入 ν
= k cA2 cB
ν= k (6.00 ×10-3)2 (1.00 ×10-3) = 3.10×10-3 k = 8.61×104 (L2· mol-2 ·s-1 )
例：基元反应 NO2 + CO = NO + CO2