大学化学-第2章(2)(精讲)

瞬时速率instantaneous rate
for a limited unit (nB/t)/B 平均速率average rate
定容体系的反应速率
Reaction rate in a system with constant V
若反应体系的体积为V，且不随时间 而变化，则可用下式表示化学反应速率： v =(dnB/dt)/(VB) = (dCB/dt)/B
increase
for
A
B
change in concentration of A rate of reaction = -
change in time
= - (conc A) t
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
N2O5
NO2
O2
c(t=0) (molm-3)
8
0
0
c(t=2s) (molm-3)
2.1 化学反应速率及其表示方法
Chemical reaction rate and its expression
有些化学反应的速率很快
炸药的爆炸、水溶液中的酸碱 反应、感光反应等瞬间即可完成。
有些化学反应的速率较慢
反应釜中乙烯的聚合过程需要数 小时，室温下塑料或橡胶的老化速率 按年计，而地壳内煤或石油的形成要 经过几十万年的时间。
Expressing the Reaction Rate
reaction rate - changes in the concentrations of reactants or products per unit time
reactant concentrations decrease while product concentrations
反应自发进行的趋势大，不一定反应速率就快。 不能用rG的大小来判断反应的快慢。
Even though a reaction has a negative G it may occur too slowly to be observed.
Thermodynamics gives us the direction of a spontaneous process, it does not give us the rate of the process.
1
4
1
1
1
The numerical value of the rate depends upon the substance that serves as the reference.
如何定义反应速率？ 使反应速率的数值的大小与选择的
物质种类无关，对同 一反 应，只有一个 值。
How to express the reaction rate?
第二章 化学反应速率
Chemical Reaction Rates
概 述：
化学热力学
thermodynamics
化学动力学
kinetics
Ⅰ热化学Ⅱ方向和限度
direction and limitation
反应的可能性
probability
反应的现实性
realism
Ⅰ反应速率Ⅱ反应机理
reaction rate and mechanism
How to make the numerical value of the rate is independent on the substance that serves as the reference?
对于任意一个化学反应 aA + bB = dD + gG 任意物质的变化量与其化学计量数是成正比 的，其比值以 ξ表示，称为反应进度。 ξ = △nA／A = △nB／B= △nD／D = △nG／G
化学计量数：对于反应物其为负，对于产 物其为正。即： A = -a ， B = -b ， D = d， G = g
对同一反应体系，反应进度的值与物质选择无关。
1化学反应速率Chemical reaction rate
• 定义：是指给定条件下反应物通过化学反应转化为产物 的速率,即化学反应进度随时间的变化率.
reaction rate - change in the extent of reaction per unit time
expression：
dξ/dt
Unit： mol/s
In general, for the reaction,
aA+bB=gG+dD
∵d=dnB/B
∴dξ/dt = (dnB/dt)/B
例：CO(g) + NO(g) = CO2(g) + 1/2 N2(g) • ΔrGmθ（298.15K）= - 344 kJ.mol-1
反应的可能性很大。
• 可以用此法来治理汽车尾气，但反应速 率却慢，要实现它，需要提高反应的速 率。
The reaction has a negative G, it occurs too slowly. It is necessary to improve the rate of the reaction.
The wide range of reaction rates.
1化学反应速率的表示方法 Expressing the Reaction Rate
例如，对于反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) 有
经N22O假秒5、设后N在，O反c2(和应NO2刚O2表5开) =示始4的时m反o,cl(应mN2-速3O，率5)则=为分8多m别少o用l？m-3
4
8
2
c (molm-3)
-4
c/t (molm-3s-1)
-2
8
2
4
1
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
N2O5
NO2
c(t=0) (molm-3)
8
0
幻灯片 12
O2 0
c(t=2s) (molm-3)
4
8
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
c (molm-3)
-4
c/t (molm-3s-1)
-2
8
2
4
1
B
-2
(c/t)/B (molm-3s-1)
对有限量的变化
v = (CB/t )/B Unit：molm-3s-1
幻灯片 8
反应速率定义的特点：
(1)数值的大小与选择的物质种类无关，对同 一反 应，只有一个值;
The numerical value of the rate is independent on the substance that serves as the reference.