无机化学--第5章化学动力学初步

（四）对于单向反应，反应的开始的瞬间的瞬时速率称为 初速率v0 .
（五）测定反应速率的实验方法将在物理化学课程中学 习。
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（六）由于一个反应可以用不 同的反应物或产物作参照物浓度变化 来表示反应速率，为了避免混乱，IUPAC建议对于反应：
aA bB dD eE
定义瞬时速率为： 平均速率为：
平均速率：
v 0.20 0.80 0.20 0.80 0.015mol dm3 min1
t
40
某一时刻的瞬时速率可用该时间对应的曲线点上的斜率表示，
并且可以得到：
vA vB vC
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（二） t , c(H2O2) , v
（三）实验测定速率（净反应速率） = |正反应速率 - 逆反应速率|
= - dc (CO) / dt
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CO(g) + NO2(g) → CO2(g) + NO(g)
甲
组乙
组丙
组
(CO) /
mol.dm-3
(NO2) /
mol.dm-3
v0 / mol.
dm-3.s-1
(CO) /
mol.dm-3
(NO2) /
mol.dm-3
v0 / mol.
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一、反应速率定义 — 单位时间内反应物或产 物浓度改变的量的绝对值。
（一）平均速率和瞬间速率： 例：H2O2(aq) = H2O(l) + ½ O2(g)
测定实验中O2(g)的析出量，可计算H2O2浓度变化， 并按下式计算出反应速率（平均速率） ： v = - (H2O2) / t = -[ c2(H2O2) – c1(H2O2) ] / t
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二、影响反应速率的因素
（一）不同反应的反应速率不同（取决于反应物 本身的性质）
（二）同一反应 1.浓度； 2.气体反应：压力； 3.温度； 4.使用催化剂。
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5.2 浓度对反应速率的影响
一、速率方程（式）（动力学方程式） 例：CO(g) + NO2(g) → CO2(g) + NO(g) 该反应是基元反应（一步进行的反应）。 瞬时速率定义式： v = - dc (NO2) / dt
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热力学不涉入时间，当然不涉及反应速率， 也不涉及反应机理。
反应速率和反应机理是化学动力 学研究的核心问题。
反应速率因不同的反应而异: 火药爆炸—瞬间； 中和反应—几秒； 高温固相合成无机材料、有机合 成、高分子合成—小时； 橡胶老化—年； 石油、煤的形成—几百万年…
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＿ = 0.020 mol.dm-3.min-1 = V (H2O2 )
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N2O5(g) = 2 NO2 (g) + ½ O2(g)
浓度随时间变化曲线
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N2O5(g) = 2 NO2 (g) + ½ O2(g)
NO2 浓度 - 时间关系
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0.40 0.10 0.020 0.40 0.20 0.040 0.40 0.30 0.060
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由浓度与初速率v0数据可见：
v dCi Vidt
v Ci Vi t
（5.1） （5.2）
（5.1）、（5.2）式中，vi 为计量系数a、b、d、c，且对反应物取负值，
对产物取正值, 以保证v和 v 为正值。
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对于一个反应，在某一瞬间其v有确定值（不论以哪一种反应
＿
物或产物的浓度变化表示）；在某一时间间隔内， v 也是定值。
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令 t O （无限小），得瞬时速率：
v lim C(H 2O2 ) dC(H2O2 )
t 0
t
dt
显然，v 和v 的单位是 mol dm3 s1或mol dm3 min 1
作出H2O2的 c — t 曲线（教材p.108,图6.1)，得到 0 — 40 min的
例： H2O2 = H2O + ½ O2 分解反应(教材p.107表6-1) 0 – 20 min 的 ＿
V (H2O2 ) = c (H2O2) / [(-1) t ] = (0.40 – 0.80) / [(-1) (20 – 0)]
= 0.020 mol.dm-3.min-1 ＿
V (O2) = c (H2O2) / [(½) t ] = (0.20 – 0) / [(½) (20 – 0)]
热力学：过程的能量交换(H )、过程的自发方 向(G )、过程的限度(K ) (△Gø= - RTln K)
— 可能性。
动力学：反应速率（快慢）、反应机理（怎样 进行） — 现实性。
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例： N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g) △Hø= - 92.22 kJ.mol-1 （放热） △Gø= - 33.0 kJ.mol-1 △Gø= - RT ln K K = 6.1105 但实际上，R.T. ，常压，观察不到反应。
计算结果列于教材p.107, 表6.1. 可见：t , c (H2O2) , v .
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I-
H2O2(aq) → H2O(l) + ½ O2(g)
教材p.107, 表6.1.
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H2O2(aq) = H2O(l) + ½ O2(g) 或: N2O5(g) = 2 NO2 (g) + ½ O2(g)
dm-3.s-1
(CO) /
mol.dm-3
(NO2) /
mol.dm-3
v0 / mol.
dm-3.s-1
0.10 0.10 0.005 0.10 0.20 0.010 0.10 0.30 0.015
0.20 0.10 0.010 0.20 0.20 0.020 0.20 0.30 0.030
0.30 0.10 0.015 0.30 0.20 0.030 0.30 0.30 0.045
第5章 化学动力学初步
5.1 化学反应速率 5.2 浓度对反应速率的影响 5.3 反应级数 5.4 反应机理 5.5 温度对化学反应速率的影响 5.6 基元反应的速率理论 5.7 催化剂与催化作用
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5.1 化学反应速率 (Chemical Reaction Rates)
宏观：热力学、动力学