《工程化学》课程教学资源_课件2020版_1-3 化学反应的基本规律（3）

第三节化学反应速率 刀不龙子大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY (△，G判定化学反应可能性，但不反应速率大小。) 化学反应的速率首先由反应本性决定。 (如煤、石油的形成要几千万年，橡胶、塑料 的老化要几年：炸药的爆炸、酸碱中和、照 相底片的爆光几乎在瞬间完成)。同一反应， 在不同的条件下，反应速率也不相同，如常温下钢 铁氧化很慢，但在高温下就很快。 我们研究化学反应速率的目的：对有利反应， 采取措施，提高生产效率，对不利反应则要降低反 应速率，减少损失

第三节 化学反应速率 (ΔrG判定化学反应可能性，但不反应速率大小。) 化学反应的速率首先由反应本性决定。 (如煤、石油的形成要几千万年,橡胶、塑料 的老化要几年;炸药的爆炸、酸碱中和、照 相底片的爆光几乎在瞬间完成) 。同一反应, 在不同的条件下,反应速率也不相同,如常温下钢 铁氧化很慢,但在高温下就很快。 我们研究化学反应速率的目的:对有利反应, 采取措施,提高生产效率,对不利反应则要降低反 应速率,减少损失

一.化学反应速率 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 1.定义：单位时间内反应物或产物浓度的改变。 V=△C/△t 例.在某一定条件下，有H2和N2合成NH3反应，设开始 时，[H2]=3.0mol.L1,N2]=1.0mol.L-1,3秒后，测 得，[N2]=0.7mol.L1,求反应速率。 解： N2+3H2==2NH3 [开始] 1.0 3.0 0 mol.L-1 [3s后] 0.7 [变化] 0.3 3×0.3 2×0.3 △C/△t 0.1 0.3 0.2mol.L1.s-1

一.化学反应速率 1.定义:单位时间内反应物或产物浓度的改变。 V=△C/△t 例.在某一定条件下,有H2和N2合成NH3反应,设开始 时,[H2 ]=3.0mol.L-1 ,[N2 ]=1.0mol.L-1 ,3秒后,测 得, ,[N2 ]=0.7mol.L-1 ,求反应速率。 解： N2 + 3H2 === 2NH3 [开始] 1.0 3.0 0 mol.L-1 [3s后] 0.7 [变化] 0.3 3×0.3 2×0.3 △C/△t 0.1 0.3 0.2 mol.L-1 .s-1

少刀不及上大多 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 说明：①同一反应，用不同物种浓度变化来表示， 数据可以不同。 ②若均除以系数，则v可一致。 aA+bB→cC+dD V=1la.△Cs/△t=1/b.△CB/△t=1/c.△Cc/△t =1/d.△Co/△t 2.平均速率 化学反应速率会随一些因素而变化，一般 来说，在温度不变时，随反应物浓度的降低而 降低，因此，上题速率是在3秒内的平均速率

说明：①同一反应，用不同物种浓度变化来表示， 数据可以不同。 ②若均除以系数，则v可一致。 aA+bB→cC+dD V=1/a.△CA /△t =1/b.△CB /△t =1/c.△CC/△t =1/d. △CD/△t 2.平均速率 化学反应速率会随一些因素而变化，一般 来说，在温度不变时，V随反应物浓度的降低而 降低，因此，上题速率是在３秒内的平均速率

兄不拉子天 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 反应的瞬时速率 1.00 瞬时速率只能用作 v=5.4×104mol,dm3s1 0.80 图的方法得到，例如对 c-up-Iow/ y=2.7×104mol·dm3s1 0.60 于反应(45℃)： 0.40 2N205→4N02+02 0.20 400 80020016002000 dc(N:O:) 时间g V=- dr c(N2Os)/mol-dm-3 v/mol·dm3s-l limy 0.90 5.4×104 △>0 0.45 2.7×10-4

瞬时速率只能用作 图的方法得到，例如对 于反应（45 ℃ ）： 2N2O5 →4NO2+O2 反应的瞬时速率 c(N2O5 )/mol·dm-3 v/mol ·dm-3 ·s-1 0.90 5.4×10-4 0.45 2.7×10-4 t c v d d (N2O5) = −  →0 = t limv

3.瞬时速率 少刀不工天多 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY A→B V=△[A]V△t △t0 V=limA/△t=d[A]Vdt 该速率为瞬时速率，可作图用切线法求得 4.反应速率定义2 单位体积内反应进行程度随时间的变化率 ①反应进度 ξ=△ny(摩尔数变化/化学计量数) 1 dg 1 dn 1 dc V dt v dt

3.瞬时速率 A→B V=△[A]/△t △t →0 V=lim[A]/△t =d[A]/dt 该速率为瞬时速率，可作图用切线法求得． 4.反应速率定义２ 单位体积内反应进行程度随时间的变化率 ①反应进度 ξ＝ △n/γ(摩尔数变化／化学计量数) dt 1 dc dt dn V 1 dt d V 1  =  =   =

二浓度对化学反应速率的影响 力东拉子天 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 圣家囊 反应速率一碰撞 次数~反应物浓度 4次 6次 8次 16次 A(●)和B(O)之间的碰撞 白磷在纯氧气中燃烧 白磷在含20%的氧气中燃烧

反应速率~碰撞 次数~反应物浓度 白磷在纯氧气中燃烧 白磷在含20%的氧气中燃烧 二 浓度对化学反应速率的影响

二.浓度对反应速率的影响 少刀不及子天名 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 1.质量作用定律（又叫反应速率定律 ) 1863年挪威化学家Guldberg和Wagge通过大量 的实验认为，化学反应速率与反应物浓度有关。 如： 2KIO3+5NaHSO3==NaSO+3NaHSO+K2SO4 +l2+H20 淀粉变蓝所需时间t,v=1/t 改变KIO3浓度，我们发现正比于KIO3浓度，速率与 浓度在图上几乎是一条直线

二．浓度对反应速率的影响 1.质量作用定律（又叫反应速率定律） 1863年挪威化学家Guldberg和Wagge通过大量 的实验认为，化学反应速率与反应物浓度有关。 如： 2KIO3+5NaHSO3==NaSO4+3NaHSO4+K2SO4 +I2+H2O 淀粉变蓝所需时间t，v=1/t 改变KIO3浓度，我们发现v正比于KIO3浓度,速率与 浓度在图上几乎是一条直线

?不拉子天 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY (2) (3) (4) (5) 20004000 6000 8000 t/s

(5) (4) (3) (2) 0 2000 4000 6000 8000 t / s

aA+bB→cC+dD 少刀不龙子天 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY VO CXA V CYB V=KCXACYB 质量作用定律：反应物浓度与反应速率 间的上述关系。（适用于基元反应） 一般反应物浓度高，反应速率大。速率 增加的程度由实验确定。 (反应物若是固体或纯液体，增加反应物的 量其浓度不变，只有溶液和气体的浓度能 人为改变。)

aA+bB→cC+dD v∝c x A v∝c y B v=kcx Ac y B 质量作用定律：反应物浓度与反应速率 间的上述关系。(适用于基元反应) 一般反应物浓度高，反应速率大。速率 增加的程度由实验确定。 （反应物若是固体或纯液体，增加反应物的 量其浓度不变，只有溶液和气体的浓度能 人为改变。）

三，温度对化学反应速率的影响 ·大多数化学反应，温度升高，反应速率增大 1.经验规则：反应温度升高10K,反应速 率或反应速率常数一般增大2~4倍 U+1oK_kT10K).=24 UT kT ·2.Arrhenius(阿仑尼乌斯)公式 k=A.eRT ak=房 +InA m-六方)

2025/4/2 三.温度对化学反应速率的影响 大多数化学反应，温度升高，反应速率增大 2.Arrhenius(阿仑尼乌斯)公式 k=A·e -Ea RT lnk = - + lnA Ea RT ln = ( - ) k2 k1 Ea 1 1 R T1 T2 1.经验规则：反应温度升高10K，反应速 率或反应速率常数一般增大2~4倍 υ(T+10K) k(T+10K) υT kT = =2~4