化学反应速率的定义(精)

1 d 1 dn 1 dc V dt V dt dt
单位体积反应 体系中ξ 随时 间的变化率。
ν为反应式中物质的计量系数,对反应物取负值,对生成物取正值
反应速率又分为平均速率和瞬时速率
平均? 上页 下页
4.1.2 平均速率
某一时间间隔(△t)内物质浓度的变化量
cB t
Lian 上页 下页
Question 1
反应 2W+X → Y+Z 哪种速率表达式是正确的？
a. b. c. d.
10
dc ( X ) dt dc ( X ) dt dc ( Z ) dt dc ( Z ) dt

dc ( Y ) dt dc (W ) dt

dc ( Y ) dt dc (W ) dt
速率定义？
3
§4.1 化学反应的速率的定义 及其表示方法
4.1.1 定义
化学反应速率：指在一定条件下反应物转变为生成物的速率。 表示方法：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。
（对密闭容器中进行的反应）
单位：mol· dm-3· s-1(或min-1、h-1 、a-1) 定义式： 符号：

第四章
化学反应的速率
及其 表示方法
§4.1 化学反应速率的定义 §4.2 反应速率理论简介
§4.3 影响化学反应速率的因素
1
本章要求
1、了解反应速率的概念及速率的实验测定。 2、了解基元反应、复杂反应和反应分子数概 念。 3、掌握浓度、温度和催化剂对反应速率的影 响。理解速率方程(质量作用定律)和阿仑 尼乌斯方程； 4、理解碰撞理论和过渡态理论；初步理解反 应机理(反应历程)的概念； 5、了解催化反应。
例：2N2O5(CCl4)
t1= 0 s t2=100 s
4NO2(CCl4) + O2(g)
[N2O5]1 = 2.10 mol· L-1 [N2O5]2= 1.95 mol· L-1

[ N 2O5]2 [ N 2O5]1 1.95 2.10 t 100 1.5 103 (mol dm 3 s 1)
dc ( N 2 ) 1 dc ( H 2 ) 1 dc ( NH 3 ) 1 dc 1 d dt 3 dt 2 dt dt V dt
1 1 1 1 (A) (B) (G) (H) a b g h
定义式?
1 d 1 dn 1 dc V dt V dt dt
-△[N2O5] mol· dm-3 mol· dm-3· s-1 0.15 0.25 0.39 0.23 0.32 0.14 0.19 1.5×10-3 1.3×10-3 0.99×10-3 0.77×10-3 0.45×10-3 0.35×10-3 0.27×10-3
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可见，反应速率随时间而变化。也可这样表示：
4.2.1 碰撞理论
2HI(g) H2 (g) I 2 (g)
反应物浓度:10-3mol· dm-3,973K,每秒每dm-3体积内碰撞总 次数为:3.5×1028, 计 5.8 104 mol dm 3 s 1 相差甚远, 原因何在? 要点 实 51.2 108 mol dm 3 s 1
[ N 2 O5 ] d[ N 2 O5 ] ( N 2 O5 ) lim ( ) t 0 t dt
c1
A
c2
B
Baidu Nhomakorabea
t1
c- t 曲线
t2
c B dc B lim t 0 t dt
dc B 为导数，它的几何意义是 dt c-t 曲线上某点的斜率
例如 上页 下页
对反应
a A＋b B
g G＋h H
瞬时
上页 下页
1 1 1 1 (A) (B) (G) (H) a b g h
反应速率之比等于化学计量系数之比。
4.1.3 瞬时速率 (υ)
——某一时刻的反应速率，以υ表示 对于反应 2N2O5 4NO2+ O2
[ N 2O5] ( N 2 O 5 ) t 当△t →0时， （N2O5）→ υ（N2O5）
2
导言
自发过程是否一定进行得很快?
1 1 H 2 ( g ) O 2 ( g ) H 2 O ( l) r G 237 . 19 kJ mol m 2
1 2NO2 (g) N2O4 (g) r G 4 . 78 kJ mol m
化学热力学——化学反应的可能性 化学动力学——化学反应的现实性 化学动力学：物理化学的分支，研究化学反应速率和反应机理 进行较快的反应：酸碱中和、爆炸、感光反应等 进行较慢的反应：金属腐蚀、石油的形成、橡胶塑料的老化
[例]合成氨反应在一恒容容器中进行。试分别以N2、 H2和NH3的浓度随时间的变化率表示反应速率；并 写出三种表示式与用ξ表示的υ之间的关系。
N2 (g) 3H2 (g) 2NH3 (g)
N2 dc ( N 2 ) dt
H 2
dc (H 2 ) dt
NH 3
dc ( NH 3 ) dt
[ NO 2] ( NO 2) t
由反应式可知
[O2] t 2N2O5 4NO2+ O2 (O2)
同一时间内，△ [N2O5] ≠△[NO2] ≠ △[O2] 故
（NO2）≠ （ （N2O5）≠ O2）
1 1 ( N 2 O5 ) ( NO 2 ) (O 2 ) 2 4
表
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CCl4中N2O5的分解速率 2N2O5(CCl4) 4NO2(CCl4)+ O2(g)
END
t/s
0 100 300 700 1000 1700 2100 2800
△t / s [N2O5] mol· dm-3 0 2.10 100 1.95 200 1.70 400 1.31 300 1.08 700 0.76 400 0.56 700 0.37
速率理论
§4.2 反应速率理论简介
理论研究意义?
消除汽车尾气的污染, 可采用如下的反应:
CO(g) NO (g) CO 2 (g) 1 1 N 2 (g ) r G 334 kJ mol m 2
反应速率不够快,希望寻找催化剂,加快反应 对橡胶的老化,金属的腐蚀,人们又希望慢一些. 所以研究速率理论是完全必要的。