上海交通大学：《大学化学原理》课程教学资源（PPT课件）05 化学反应速率与化学动力学初步概念 Primary Conception of Chemical Reaction Rate and Chemical Kinetics

翻和固相中的瓜 Rate constant 在多相反应中，固态反应物的浓度和不互溶的纯液体 反应物的浓度不写入速率方程。 C(s)+02(g) C02(g) 2Na()+2H2O() 2 NaOH(aq)+H2(g) 速率方程分别为：反应速率=kc(O2) 反应速率=k 2.对气相反应和有气相参与的反应，速率方程中的浓度 项可用分压代替。碳与氧生成二氧化碳反应的速率 常数亦可表示为： 反应速率=Kp(O2)（显然K'不是k)

1. 在多相反应中, 固态反应物的浓度和不互溶的纯液体 反应物的浓度不写入速率方程。 C(s) + O2 (g) CO2 (g) 2 Na(l) + 2 H2O(l) 2 NaOH(aq) + H2 (g) 速率方程分别为：反应速率 = k c(O2 ) 反应速率 = k 2. 对气相反应和有气相参与的反应, 速率方程中的浓度 项可用分压代替。碳与氧生成二氧化碳反应的速率 常数亦可表示为: 反应速率 = k’ p(O2 )（显然k’不是k）

介绍一种速率方程的确定方法 初始速率法 例在298.15K时，发生下列反应： aA(aq)+bB(aq)→Z(aq 将不同浓度的A,B两种溶液混合，得到下列实验数据： 实验编号 CA/molL-1 CB/molL-1 u/mol.L.s 1 1.0 1.0 1.2×10-2 2 2.0 1.0 2.4×10-2 3 4.0 1.0 4.9×10-2 4 1.0 2.0 4.8×10-2 5 1.0 4.0 0.19 试确定该反应的速率方程，并计算速率系数

例 在 298.15 K 时，发生下列反应： 将不同浓度的 A，B 两种溶液混合，得到下列实验数据： aA(aq)+bB(aq) Z(aq) 实验编号 cA/mol·L-1 cB/mol·L-1 1 1.0 1.0 1.2×10 -2 2 2.0 1.0 2.4×10 -2 3 4.0 1.0 4.9×10 -2 4 1.0 2.0 4.8×10 -2 5 1.0 4.0 0.19 1 1 /mol L s   v   试确定该反应的速率方程，并计算速率系数

解：设该反应的速率方程为： v=k·ccB 将实验1和实验2的数据分别代入速率方程得： 1.2×102molL1.s1=k×(1.0molL1)2×(1.0molL1)P 2.4×10-2mol·L1.s1=k×(2.0mol.L1)×(1.0molL1)B 以上两式相除得： a=1

解：设该反应的速率方程为： 将实验 1 和实验 2 的数据分别代入速率方程得： 以上两式相除得： α＝1 A B k c c   v    2 1 1 1 1 1.2 10 mol L s =k (1.0mol L ) (1.0mol L )               2 1 1 1 1 2.4 10 mol L s =k (2.0mol L ) (1.0mol L )              

将实验1和实验4的数据分别代入速率方程得 1.2×102mol.L1.s1=k×1.0mol.L1)×(1.0molL1)B 4.8×10-2molL1.s1=k×(1.0molL1)2×(2.0mol.L1) 以上两式相除得： B=2 该反应的速率方程为： v=k.c.cB 将任一组实验数据代入上式，可求出速率系数。 k=1.2×102L2m02S1 合

将实验 1 和实验 4 的数据分别代入速率方程得： A B k c c  v    2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1.2 10 mol L s = (1.0mol L ) (1.0mol L ) 4.8 10 mol L s = (1.0mol L ) (2.0mol L ) k k                             以上两式相除得： β＝2 该反应的速率方程为： 将任一组实验数据代入上式，可求出速率系数。 k＝1.2×10-2 L2·mol-2·s -1

2)非元反应 由两个或多个基元反应步骤完成的反应： 如，H2(g)+l2(g)=2HI(g) 实际是两步完成l2(g)=I(g)+I(g) H2(g)+I(g)+I(g)=HI(g)+HI(g) 通过实验可以找出决速步骤(Rate determining step) A2→2A Slow reaction A2tB2→2AB 2A+B,2AB Fast reaction 所以V=kc(A2) 复杂反应的速率方程只能通过实验获得！

(2)非元反应 由两个或多个基元反应步骤完成的反应： 实际是两步完成 如, H2 (g) + I2 (g) =2HI(g) I2 (g) = I(g) + I(g) 通过实验可以找出决速步骤(Rate determining step) 所以 v= k c(A2 ) 复杂反应的速率方程只能通过实验获得！ A2+B2 → 2AB A2→ 2A Slow reaction 2A+B2→2AB Fast reaction H2 (g) + I (g) + I(g) = HI(g) + HI(g)