基元反应、反应速率方程ppt课件

第二 三节基元反应 反应速率方程 第二节基元反应 一 计量方程与机理方程 计量方程 只表示反应前后的物料平衡关系 例如 2O3 3O2 机理方程 表示实际反应过程 反应历程 的方程 例如上述反应经历了两个步骤 二 基元反应与总包反应 例如H2和I2的气相反应 这是一个总包反应 由以下基元反应组成 基元反应 elementaryreaction 由反应物微粒 分子 原子 离子或自由基等 一步直接生成产物的反应 总包反应 overallreaction 由多个基元反应组成的反应 又称为复杂反应 complexreaction 三 反应分子数 参加基元反应的分子数目称为反应分子数 此处的分子应理解为分子 离子 自由原子或自由基的总称 已知的反应分子数只有1 2和3 第三节反应速率方程 第三节反应速率方程 速率方程也可用积分形式表达为反应组分浓度与时间的函数关系式 称为反应的积分速率方程或动力学方程 kineticequation c f t 微分速率方程 恒温下以微分形式表达的反应速率r与各反应组分浓度的函数关系式 又称为反应的速率方程 rateequation r f c 一 基元反应的速率方程 质量作用定律 质量作用定律 在恒温下 基元反应的速率正比于各反应物浓度幂的乘积 各浓度幂中的指数等于基元反应方程中各相应反应物的系数 注意 对于总包反应 只有分解为若干个基元反应后 才能逐个运用质量作用定律 一 基元反应的速率方程 质量作用定律 对某基元反应A 2D G 由质量作用定律可得 k 反应速率常数 对总包反应 例如 H2 I2 2HI 可分解为两步基元反应 反应 1 中正反应速率为 r1 k1cI2cM逆反应速率为 r2 k2cI 2cM 2 慢 反应 2 的速率为 r3 k3cI 2cH2实验表明 反应 1 的速率快 能迅速达到平衡 则 反应 2 的速率慢 总反应速率主要取决于反应 2 的速率 k1 k2 k3 各基元反应的速率常数 k总 为总包反应的速率常数 一 基元反应的速率方程 质量作用定律 k1cI2cM k2cI 2cM 整理得 二 反应速率常数和反应级数 总包反应的速率方程应由实验确定 其形式各不相同 例如 1 H2 I2 2HI 2 H2 Br2 2HBr 3 H2 Cl2 2HCl 反应 1 和 3 的速率方程的比例常数k称为反应速率常数 reaction rateconstant 或比反应速率 specificreactionrate 简称速率常数或比速率 二 反应速率常数和反应级数 其反应速率方程具有反应物浓度幂乘积的形式 实验测得的各反应物的级数 反应的总级数 n 速率方程中 各反应物浓度幂中的指数 称为该反应物的级数 所有反应物的级数之和 称为该反应的总级数或反应级数 orderofreaction aA dD eE G 注意 各反应物的级数与其计量系数a d e 无关 二 反应速率常数和反应级数 说明 1 反应级数可以是整数 也可以是分数 可以是正数 也可以是负数或零 有些反应也可能无级数可言 2 反应级数与反应分子数不同 3 由于其他与反应速率有关的反应物浓度保持恒定 或近似恒定 而使反应速率只与某一反应物的浓度成正比的一级反应 又称为假一级反应或准一级反应 pseudofirst orderreaction 例如蔗糖水解反应即可视为准一级反应 r kc蔗糖 4 同一化学反应在不同的反应条件下可表现出不同的反应级数 例如在含有维生素A B1 B2 B6 B12 C 叶酸 烟酰胺等的复合维生素制剂中 叶酸的热降解反应在323K以下为零级反应 在323K