基础化学第三章化学反应速率41课件

第三章化学反应速率基础化学主讲：王艳萍第一节化学反应速率的表示第二节影响化学反应速率的因素第二节影响化学反应速率的因素

一、浓度

1．基元反应

一步就能完成的反应称为基元反应。例如，温度高于227℃时，反应NO2(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g)就是一步就能完成的基元反应。【实例分析】基元反应NO2(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g)在400℃时的实验数据如教材中表4-2所示。由表4-2数据分析得知，在同一组实验中，当NO2浓度保持恒定时，反应速率与CO的浓度成正比；而当CO的浓度恒定时，反应速率与NO2浓度成正比，即该反应速率与NO2和CO浓度的乘积成正比。实验证明：对于任意基元反应

aA+bB→mM+nN式中c(A)、c(B)——分别为反应物A、B的浓度，mol/L；

a、b——反应物A、B的化学计量数的绝对值，量纲1；

k——反应速率常数。（4-3）ν=kc（NO2)•c(CO)即

——速率方程第二节影响化学反应速率的因素气体基元反应当体积恒定时，各组分气体的分压与浓度成正比，因此质量作用定律表达式也可表示为：（4-4）想一想

如何用气体分压表示基元反应NO2(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g)的速率方程？第二节影响化学反应速率的因素质量作用定律对于基元反应，其反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比（浓度的指数在数值上等于各反应物化学计量数的绝对值）。速率常数是化学反应在一定温度下的特征常数。第二节影响化学反应速率的因素物理意义：单位浓度（或分压）下的反应速率。k值：与具体反应有关；对于指定反应，与温度、催化剂等因素有关，而与浓度无关。反应级数速率方程中浓度（或分压）的指数。a——反应对A物质的反应级数；b——反应对B物质的反应级数；n=a+b——反应总级数。书写速率方程应注意：纯固态、纯液态物质，其浓度可视为常数；稀溶液中的溶剂水的浓度视为常数，不必列入速率方程表达式中。

如H2(g)+I2(g)→2HI(g)反应分两步进行

第一步

I2(g)→2I•(g)

第二步

H2(g)+2I•(g)→2HI(g)第二节影响化学反应速率的因素

2．非基元反应

两步或两步以上才能完成的反应称为非基元反应（复合反应）。非基元反应不符合质量作用定律，其速率方程不能根据总反应方程直接写出，而必须由实验确定。每一步均为基元反应，总反应为两步反应之和。多数非基元反应aA+bB→mM+nN的速率方程有以下形式:式中α、β分别为反应物A、B的反应级数，n=α+β称为反应的总级数。n可以是整数、分数、负数或零。第二节影响化学反应速率的因素速率方程定量表达了浓度对反应速率的影响。（4-5）对无气体参加的反应，由于压力对浓度影响很小，所以其他条件不变时，改变压力，对反应速率影响不大。第二节影响化学反应速率的因素二、压力在温度一定时，对有气体参加的反应，增大压力，气体反应物浓度增大，反应速率增大；反之降低压力，则反应速率减小。压力是通过改变气体反应系统中组分的浓度来改变反应速率的。第二节影响化学反应速率的因素三、温度范特荷甫规则：一般化学反应，在一定的温度范围内，温度每升高10℃，反应速率增加到原来的2～4倍。温度对化学反应速率的影响显著。一般情况下，大多数化学反应随着温度的升高而加快；随着温度的降低而减慢。温度对反应速率的影响实质上是对速率常数k的影响。

（4-6）

（4-7）

（4-8）阿仑尼乌斯经验公式第二节影响化学反应速率的因素式中

k——反应速率常数；

A——指前因子或频率因子，单位与反应速率常数相同；

e——自然对数的底；

R——摩尔气体常数，J•（K•mol）-1；

T——热力学温度，K；

Ea——反应的活化能，

J•mol-1或kJ•mol-1。在温度变化范围不大时，A和Ea可认为是与温度无关的常量。

催化剂是一种能显著改变化学反应速率，而本身在反应前后组成、质量和化学性质都保持不变的物质。

例如

2H2O22H2O+O2↑

MnO2的存在，加速了H2O2的分解。

有催化剂参加的反应称为催化反应，催化剂能改变反应速率的作用称为催化作用。催化剂按其作用可分为两大类：凡能加快反应的物质称正催化剂，例如接触法生产硫酸中的催化剂五氧化二钒；凡能减慢反应的物质称负催化剂，例如减缓橡胶老化加入的防老剂。通常，若无特殊说明催化剂均指正催化剂。第二节影响化学反应速率的因素四、催化剂

五、其他因素

对于