无机及分析化学：第三章 化学反应速率和反应平衡１

第三章化学反应速率和反应平衡§３-1化学反应速率

一、化学反应速率的定义：

I-例如：

H2O2(aq)→H2O(l)+1/2O2(g)数值见表6-1化学反应速率：

反应进度ξ随时间的变化率。aA+bB====gG+dDJ=dξ/dtξ：

反应进度；

t：

时间反应进度dξ与物质B的物质的量的改变dnB

有如下关系：

B：物质B在反应式中的计量系数。对于反应物，取负值，表示减少；

对于生成物，取正值，表示增加。化学反应速率：J=(1/

B)·(dnB/dt)aA+bB====gG+dDcB：反应体系中B的物质的量的浓度

反应速率：①某一时刻的反应速率、瞬时速率；②平均速率

=

B

–1(ΔcB/Δt)③用反应中的任何物质表示反应速率，数值上都是一样的；④瞬时速率的测定可以由作图法得到。

§３-2浓度对化学反应速率的影响内因：反应的活化能大小外因：浓度、温度、催化剂1．基元反应：对于简单反应，反应物分子在有效碰撞中经过一次化学变化就能转化为产物的反应。2．基元反应的化学反应速率方程式：可由质量作用定律描述。

质量作用定律基元反应的反应速率与反应物浓度以方程式中化学计量数的绝对值为乘幂的乘积成正比。aA+bB=gG

k称为反应的速率常数k称为反应的速率常数:①可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的反应速率；②k由化学反应本身决定，是化学反应在一定温度时的特征常数；③相同条件下，k值越大，反应速率越快；④k的数值与反应物的浓度无关。3．非基元反应：反应物分子需经几步反应才能转化为生成物的反应。4．非基元反应的速率方程式不能只根据反应式写出其反应速率方程，必须根据实验测定的结果及验证，推出反应的反应机理复杂的非基元反应→分成若干个基元反应→反应最慢的一步作为控制步骤最慢的一个反应就控制了该复杂反应的反应速率。5．反应级数基元反应aA+bB=gG

B=k(cA)a·(cB)ba+b表示该反应级数。对于物质A是a级反应，对物质B是b级反应。§３-３温度对化学反应速率的影响1．Arrhenius(阿仑尼乌斯)公式A： 反应的频率因子，对确定的化学反应是一常数，A与k同一量纲；Ea： 反应活化能；

R： 8.314J·mol-1·K-1

T： 热力学温度

可求活化能及值。2．阿仑尼乌斯公式的应用求出任一温度下该反应的k值①作图法

Y=aX+b做图斜率②根据二点进行计算

或§３-４反应速率的基本概念1．碰撞理论（CollisionTheory）P４５图３-３气体分子能量分布曲线E理论要点：有效碰撞：可以发生反应的分子间碰撞称为有效碰撞；活化分子：可以发生反应的分子称为活化分子；活化能：具有最低能量的活化分子与具有气体分子平均能量的分子间的能量差称为活化能EA。E平代替气体分子平均动能Ea=E1–E平反应速率与碰撞频率Z，分子有效碰撞分数f，以及方位因子p有关例

NO2(g)+F2(g)

2NO2F(g)反应机理：①NO2+F2

NO2F+F(慢反应)②F+NO2===NO2F(快反应)反应速率有第①步反应决定。2．过渡状态理论要点：在反应物相互接近时，要经过一个中间过渡状态，即形成所谓的活化络合物，活化络合物既可以分解为反应物分子，也可以分解为产物分子。活化络合物和反应物(或生成物)存在能垒，这一能垒被称为正反应（或逆反应）的活化能

活化能是决定反应速率的内在因素。讨论：比较过渡态理论的活化能与碰撞理论的活化能Ea正

Ea逆=

rH§３-5催化剂对化学反应速率的影响正催化：加速反应速率；负催化：减慢反应速率1．催化剂改变反应速率的原因降低了反应