广东海洋大学：《无机及分析化学》第三章 化学反应的速率和限度（李先文）

第三章化学反应的 速率和限度

第三章化学反应的 速率和限度

可以用化学方程式来表达化学反应,它可以表示反 应物、产物以及它们之间相互转换的数量关系 CaCO3(s)=Cao(s)+CO2(g) 问题:1、反应进行的方向和程度问题,即反应物能 否转化成产物和反应物转化为产物的限度—化学 热力学 2、反应进行的速率和所经过的中间步骤 化学动力学 3、化学平衡:在给定的条件下,反应进行到 平衡时的有关问题。 回目录

可以用化学方程式来表达化学反应，它可以表示反 应物、产物以及它们之间相互转换的数量关系。 CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） 问题：1、反应进行的方向和程度问题，即反应物能 否转化成产物和反应物转化为产物的限度——化学 热力学 2、反应进行的速率和所经过的中间步骤—— 化学动力学 3、化学平衡：在给定的条件下，反应进行到 平衡时的有关问题。 回目录

化学动力学研究化学反应 化学热力学一研究化学反应 径度

化学动力学—研究化学反应的速率及途径 化学热力学—研究化学反应的方向及限度

化学反应速率 反应速家的表示方法 1、平均速率:(定容条件下) ±△c:/t 单位:mol 因规定反应速率是正值,所以 为负、 产物△c为正。 瞬时速率:(定容 △C C 0L-1·s1

化学反应速率 一、反应速率的表示方法： 1、平均速率：（定容条件下） v =  ci / t 单位： mol· L-1 ·s -1 因规定反应速率是正值，所以，反应物ci 为负、 产物ci 为正。 2、瞬时速率：（定容条件下）（ 精确） v =  lim ci / t = d ci /dt 单位：mol· L-1 ·s - 1  t →0

3、反应速率表达式: 例:N2+3H2=2NH3若d dx,贝 V(N2)=-dc(N2)/dt=-dx/dt V(H2)=-dc(H,,)/ dt=-3dx/dt V(NH3)=dc(NH3)/dt= 2dx/dt 而一个化学反应只能 应速 分别除以计量数 de(n,) I dc(h ,) I dc(NH3)dx 3 di dt dt

3、反应速率表达式： 例：N2+3H2=2NH3 若dt内N2减少dx，则： V(N2 )= -dc(N2 )/ dt= -dx/dt V(H2 )= -dc(H2 )/ dt= -3dx/dt 数值不等 V(NH3 )= dc(NH3 )/ dt= 2dx/dt 而一个化学反应只能有一个统一的反应速 率——分别除以计量系数： ( ) ( ) ( ) dt dx dt dc NH dt dc H dt dc N v = − = − = = 2 2 3 2 1 3 1

通式:对化学反应 VAA- VBB---- --- VyY-v7A 1ad()1ac(B)1d()1d(z) dt v dt

( ) ( ) ( ) ( ) dt dc Z dt v dc Y dt v dc B dt v dc A v v A B Y z 1 1 1 1 = = = = 通式：对化学反应 -AA- BB--- = ---+ YY- ZZ

例:写出反应4HI+O2=212 i)及v y v(m--uc(HD/ dt V(O2)=-dc(O)/ dt V(2)=dc(2)/ dt V(H,O)=dc(Ho) dt I dc(Hn) dc(o,)I dc(,) I dc(h 4 dt 2 dt 2 dt

例：写出反应 4HI + O2= 2I2+2H2O的v(i)及v 解： V(HI)= -dc(HI)/ dt V(O2 )= -dc(O2 )/ dt V(I2 )= dc(I2 )/ dt V(H2O)= dc(H2O)/ dt ( ) ( ) ( ) ( ) dt dc H O dt dc I dt dc O dt dc HI v 2 2 2 2 1 2 1 4 1 = − = − = =

二、化学反应速率理论: 1、化学反应历程(反应机理)一化学反 应经历的途径。 2、基元反应—一由反应物分 转 化为产物分子的反应 3、简单反应—只含有一个 复杂反应—含 慢的基 元反

二、化学反应速率理论： 1、化学反应历程（反应机理）——化学反 应经历的途径。 2、基元反应——由反应物分子一步就可转 化为产物分子的反应。 3、简单反应——只含有一个基元反应； 4、复杂反应——含有二个以上基元反应； 5、定速步骤——反应历程中速率最慢的基 元反应；

例:H2+12=2H由二个基元又组成 (快) H2+2I→2H(慢) 故H2+I2=2H是由二个基元 的复 杂反应。 注意:化学反应历程要由 (已知的为不多

例：H2+I2=2HI由二个基元反应组成： I2→2I （快） H2+2I →2HI （慢）（定速步骤） 故H2+I2=2HI是由二个基元反应组成的复 杂反应。 注意：化学反应历程要由实验决定！ （已知的为数不多）

6、化学反应速率理论: (1)有效碰撞理论:(1918、路易斯) 要点:少数具有较高能量的活化分子按一定 取向的有效碰撞,才能使能量转化、形成新键、 从而转化为产物分子,完成反应。 活化分子—具有较高能量的能够发生有效碰撞的 分子。 活化分子百分数f活化分子在总分子中占的百分 大、有效碰撞多、反应速率快 RT

6、化学反应速率理论： （1）有效碰撞理论：（1918、路易斯） 要点：少数具有较高能量的活化分子按一定 取向的有效碰撞，才能使能量转化、形成新键、 从而转化为产物分子，完成反应。 活化分子——具有较高能量的能够发生有效碰撞的 分子。 活化分子百分数f——活化分子在总分子中占的百分 数： f大、有效碰撞多、反应速率快。 RT Ea f e − =