非基元反应

反应级数：在速率方程中，各反应物浓度的指数 之和称为该反应的反应级数。
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反应级数越大，则反应物浓度对反应速率的 影响越大。 反应级数可以是整数，也可是分数或零。零 级反应中反应物浓度对反应速率无影响，如 多相催化反应。 常见的简单反应级数有：零级反应、一级反 应、二级反应、三级反应。
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反应分子数:在基元反应中,参加反应的反应物 分子总数。 反应分子数常为1和2，3分子反应较少。至今 未发现4分子反应。
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非基元反应：反应物分子需经几步反应才能转 化为生成物的反应。
例如
由三个步 骤组成
大多数反应是分步完成的，称为非基元反应，或复杂反应。
这三个基元反应表示了总反应所经历的途径称为反应机理，或 反应历程。化学动力学的重要任务之一就是研究反应机理，确定反 应历程，揭示反应速率的本质。
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非基元反应特点：实验可检测到中间产物,但 中间产物被后面的一步或几步基元反应消耗 掉,不出现在总反应方程式中。
3、非基元反应的速率方程式
对于非基元化学反应 aA + dD gG + hH
反应速率方程式可写为：
k.c .c
m A
n D
其中， m和n值由实验测出。即对非基元反应，反应速率方 程式应由实验测出。 m 或 n 可以为正整数，负整数，也可以为分数和零。 m+n 为反应级数。
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瞬时速率精确表示化学反应在某一指定 时刻的速度，更重要。
5
dc B dt
为导数，它
的几何意义是 c-t 曲线
c
反应物
上某点的斜率。
t
6
▼ 用反应中的任何物质表示反应速率数值上都是 一样的。
1 dcA 1 dcD ν = - —. —— = - —. —— a dt d dt 1 dcG 1 dcH = — . —— = — . —— g dt h dt
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2、基元反应的质量作用定律 在一定温度下，基元反应的反应速率与 反应物浓度以其计量数为指数的幂的连乘积 成正比。这就是基元反应的质量作用定律。
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基元反应
aA ＋ bB→gG ＋ hH
v＝ kca(A) cb (B)
该式为质量作用定律的数学表达式，也是基元反应的速 率方程。
k—反应速率常数
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1073 k
初始浓度/mol· L-1 c(NO)
6.0010-3
v/mol· L-1s-1
c(H2) 1.0010-3 3.1910-3
2 3 4 5 6
6.0010-3 6.0010-3 1.0010-3 2.0010-3 3.0010-3
2.0010-3 3.0010-3 6.0010-3 6.0010-3 6.0010-3
= k[c(NO)] c(H2 )
2
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注意：即使速率方程与按基元反应的质量作 用定律写出的速率方程完全一致，也不能确 定该反应为基元反应。 应由实验确定。
其中，B为化学计量系数。 2. 瞬时速率 当Δt 趋于无限小时的平均速率。
cB dcB lim t 0 t B dt B
4
单位：
浓度：mol· m-3、mol· L-1； 时间：s，min 或 h ； 反应速率： mol· m-3· s-1 、 mol· L-1· s-1 。
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注意： 1、质量作用定律只适用于基元反应，复杂反应 的速率方程由实验确定。 2、已知反应机理的复杂反应，速率方程根据最 慢的基元反应来写。该反应称为决速步骤。 3、纯固体、纯液体的浓度视为常数，不写入速 率方程。
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ห้องสมุดไป่ตู้
例1
编 号
1
2NOg 2H2 g N2 g 2H2Og
第二章
化学反应的基本原理
§2.4
化学反应速率
1
对于化学研究而言，一个化学反应能否被利用，需要考虑以下三 个问题：
１、反应能否发生。 ２、反应的产率问题，即化学平衡的问题。对于我们需要 的反应，应尽可能多地使反应物转化为生成物，提高 原材料的利用率，降低成本。 以上1和2，是化学热力学问题。
３、反应进行的速率。对于有益的化学反应，需要提高反 应速率，节省反应时间，提高经济效益。对于不利的 化学反应或者我们不需要的化学反应，要采取措施减 慢反应速率。 3是化学动力学的问题。
7
▼
瞬时速率的测定可以由作图法得到。
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二、浓度对反应速率的影响
1、基元反应与非基元反应
基元反应：反应物分子在有效碰撞中经过一次 化学变化就能直接转化为产物的反应。 NO2＋CO → NO＋CO2 2NO2 → 2NO＋O2 反应从反应物转化为生成物，是一步完 成的都是基元反应，又称简单反应。 例如
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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 1 mol/L 时的反应速率。

不随浓度而变。 受温度影响。通常温度升高， k 增大。 与催化剂有关。通常加催化剂， k 急剧增大。 反应级数不同，k的量纲不同。
零级反应 k的量纲为 mol· L-1 · s-1 一级反应 k的量纲为 s-1； 二级反应 k的量纲为 (mol· L -1)-1 · s-1； ……
2
一、化学反应速率及其表示法
化学反应速率：反应速率是指在给定条件下反应物 转化为产物的速率，常用单位时间内反应物浓度的 减少或产物浓度的增加来表示。
c
反应物 产物
产物
反应物
t
3
1. 平均速率
对反应 aA + dD = gG + hH
1 cA 1 cD 1 cG 1 cH 1 cB A t D t G t H t B t
6.3610-3 9.5610-3 0.4810-3 1.9210-3 4.3010-3
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试根据表中数据，推出该反应的速率方程式。
解： 设反应速率方程式为
=k [c(NO)]m [c(H2)]n
根据表中数据1和2，推出n=1。
根据表中数据4和5，推出m=2。
因此该反应的速率方程式为：

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反应级数与反应分子数是两个不同的概 念。反应级数是指速率方程中浓度项的幂指 数之和，可利用实验测定，它体现了反应物 浓度对反应速率的影响，其数值可能是整数、 分数或零，也可能是负数。反应分子数是对 基元反应而言的，它是由反应机理所决定的， 其数值只可能是 1、2、3 。在基元反应中， 反应级数和反应分子数是一致的。