11.3化学反应的速率方程

四、反应分子数 基元反应
反应速率 r
反应分子数
单分子反应 双分子反应 三分子反应
A P AB P 2A B P
k1 A k2 AB
k3 A B
2
强调： 在基元反应中才有反应分子数；反应分子 数只可能是简单的正整数1，2或3。
五、化学反应速率方程的一般形式， 反应级数
§11.3 化学反应的速率方程
一、速率方程又称动力学方程
例如：
r dx / dt
r k[A]
a ln k1t ax
二、 基元反应和非基元反应
1.基元反应 如果一个化学反应，反应物分子在碰撞 中相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为基 元反应。
2.非基元反应 总反应。
由两个或两个以上基元反应所组成的
级数
零级反应
r k0
r k[A]
r k[A][B]
一级反应
二级，对A和B各为一级
r k[A] [B]
2
三级，对A为二级，对B为一级
负一级反应 1.5级反应 无简单级数
r k[A][B]-2
r k[A][B]1/ 2
k[A][B] r 1 [B]1/2
3.反应级数与反应分子数的区别与联系 联系： 基元反应中， 反应级数＝反应分子数 均由实验测定。
率与浓度等参数之间的关系或浓度等参数与时间
的关系。速率方程可表示为微分式或积分式。 速率方程必须由实验来确定
k k p RT

n 1
3.准级数Biblioteka Baidu应
(1)
r k[A][B] r k ' [B]
[A] [B] ( k ' k[A]) 准一级反应
H为催化剂
(2)
r k [H ][A] r k ' [A]
(k ' k[H ]) 准一级反应
速率方程又称动力学方程。它表明了反应速
对任意反应：
eE fF gG hH
dcE nE nF kcE cF 1.速率方程 r dt
2. 反应级数与反应总级数 n 的大小表明浓度对反应速率影响的大小。
反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零， 有的反应无法用简单的数字来表示级数。
反应级数是由实验测定的。
动力学方程
区别：
反应分子数 只可以为正整数，1，2，3
反应级数
可以是正数、负数、整数、分数或零，
有的反应无法用简单的数字来表示级数。
4.质量作用定律与化学反应速率方程一般形式的 区别与联系 联系： 基元反应中，质量作用定律与一般形式相同 区别： 应用范围
级数与分子数
练习:
A
t 0 a

P
0
t t
ax
(3) H2 Br2 2HBr
三、基元反应的速率方程——质量作用定律
1.质量作用定律 基元反应 反应速率r k1[Cl2 ][M0 ]
(1) Cl2 M0 2Cl M0
(2) Cl H2 HCl H
(3) H Cl2 HCl Cl
k2 [Cl][H2 ]
x
d[P] d[A] k1 (a x) k1 ' x r dt dt
5. 用气体组分的分压表示的速率方程
反应： aA→产物 反应级数为n
dcA n kcA A为消耗速率： dt
dpA n k p pA dt
恒容，A为理想气体时：pA=cART
dpA dcA n n n RT k p pA k p cA RT dt dt dcA n 1 n k p RT c A dt
k3[H][Cl2 ]
(4) 2Cl M0 Cl2 M
质量作用定律适用条件：
0
k4 [Cl]2[M0 ]
k5[A]a [B]b
(5) aA bB 产物
只适用于基元反应。
强调： 质量作用定律中所用浓度为反应物浓度。
2.反应的速率常数 速率方程中的比例系数 k 称为反应的速率常数。 ①在催化剂等其它条件确定时，k 的数值仅是温度 的函数， k=f (T)； ②当反应物的浓度均为单位浓度时，k 等于反应速 率，因此它的数值与反应物的浓度无关； ③ k 的量纲随着反应级数的不同而不同。 其量纲 为(mol· -3)1-n·-1。 m s
3.反应机理又称为反应历程。在总反应中，连续或同
时发生的所有基元反应称为反应机理。
例： (1) H2 I2 2HI
(2) H2 Cl2 2HCl
Cl2 M0 2Cl M0
Cl H2 HCl H
H Cl2 HCl Cl
2Cl M0 Cl2 M0