反应速率的测定

§4–1 化学反应速率 第四章 化学反应速率和化学平衡
反应 aA + bB → cC + dD 平均速率可表示为
(A) Δc (A)
Δt (C) Δc (C)
Δt
(B) Δc (B)
Δt
(D) Δc (D)
Δt
反应速率的单位是mol/(L·s)、mol/(L·min) 或 mol/(L·h)。 若为气体反应，也可用气体分压的变化来表示。
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§4–1 化学反应速率 第四章 化学反应速率和化学平衡
反应 aA + bB → cC + dD 瞬时速率可表示为
(A) lim Δc(A) dc(A)
Δt0 Δt
dt
(B) lim Δc(B) dc(B)
Δt0 Δt
dt
(C) lim Δc(C) dc(C)
解: 分别以N2、H2和NH3的浓度变化来表示反应速率：

(N2
)


Δc (N2 Δt
)
0.8 1
20
= 0.1mol/(L·s)

(H
2
)


Δc (H Δt
2
)
2.4 3.0 20
= 0.3mol/(L·s)

(NH3)
Δc (NH3) Δt

0.4 0 20
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§4–1 化学反应速率 第四章 化学反应速率和化学平衡 二．反应速率的测定
（1）化学方法 该方法是直接从反应器中取样，用化学分析方法测
定样品中各物质的浓度。这种方法一般用于液相反应。 由于在取样品时，反应仍可继续进行，故需采用骤冷、 冲稀、加阻化剂或分离催化剂等有效方法使反应立即停 止，然后再进行分析。
Δt0 Δt
Hale Waihona Puke Baidudt
(D) lim Δc(D) dc(D)
Δt0 Δt
dt
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§4–1 化学反应速率 第四章 化学反应速率和化学平衡
瞬时反应速率也可以用作图的方法求得。如图中曲线
上某点a 或b的斜率，即为时间t1和t2时的反应瞬时
速率。
图4-1 N2O5浓度随时间的变化
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§4–1 化学反应速率 第四章 化学反应速率和化学平衡
（2）物理方法
该方法是测定反应混合物的某些与浓度有关的物理 量随时间的变化，间接得到不同时刻的浓度。此法较化 学方法迅速而方便，既易于跟踪反应，又可制成能自动 记录的装置。通常测定的物理量有：压力、体积、旋光 度、吸光度、电导率等。对于不同反应可以选择不同的 物理量。所选取的物理量不仅要满足灵敏度高、测量方 便的条件，而且要满足在变化范围内物理量同各有关物 质的浓度近似成线性关系的条件，从而可得物理量与浓 度的变换式。
= 0.2mol/(L·s)
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§4–1 化学反应速率 第四章 化学反应速率和化学平衡
应用实例中，同一化学反应用不同物质的浓度变化 表示的反应速率为何不同，若要得到一个反应速率值，
则反应速率如何表示？
答：

(N2
)

1
3
(H 2 )

1 2

(NH3
)
瞬时速率是指某一反应在某一时刻的化学反应速率， 可用时间间隔Δ t趋于无限小时的平均速率的极限值或微分 求得。
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§4–1 化学反应速率 第四章 化学反应速率和化学平衡
【例4-1】 在一定温度和体积下由N2和H2合成NH3：
N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3(g)
起始浓度/(mol/L) 1.0 3.0
0
2s末浓度/(mol/L) 0.8 2.4
0.4
计算反应开始后2s内的平均速率。