第六章 化学反应速率与化学平衡（课件）《无机化学基础》化学反应速率同步教学（人卫版第3版）

化学反应速率 一、化学反应速率的概念及表示方法 在化学反应中，随着反应的进行，反应物浓度不断减小，生成物浓度不断增大。通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示化学反应速率。 浓度单位：mol/L 时间单位：秒(s)、分(min)、小时(h) 反应速率单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h) 　　绝大多数化学反应在反应进行中速率是不断变化的，因此在描述化学反应快慢时可选用平均反应速率或瞬时反应速率来表示。 　　 化学反应速率和化学平衡 化学反应速率和化学平衡 化学反应速率：指在一定条件下，反应物转　 　　　　　　　 变为生成物的速率。 c 产物 反应物 t 反应物 产物 　　1．平均反应速率 　平均反应速率是指某一段时间内反应的平均速率，可表示为： 或 　　　　　因为反应速率总是正值，所以用反应物浓度的减少来表示时，必须在式子前加一个负号，使反应速率为正值。 ＝ ＝ - 化学反应速率和化学平衡 【例题2-1】 今有合成氨的反应，其中各种物质浓度变化如下： 　 起始浓度/(mol/L) 1.0 3.0 0 2 s 浓度/(mol/L) 0.8 2.4 0.4 求此合成氨的平均反应速率。 解: 如用单位时间内反应物氮气或氢气的浓度减少表示： ＝ - ＝ - ＝ 0.1mol/(L∙s) 化学反应速率和化学平衡 N2 + 3H2 2NH3 ＝ - ＝ - ＝ 若用产物氨气的浓度增加表示反应速率，则为： ＝ ＝ ＝ 在同一时间间隔内，反应物减小量(mol)的绝对值、产物生成量(mol)，与化学反应方程式的计量数成正比。则用氮气、氢气或氨气表示的反应速率与化学反应方程式的计量数的关系成正比： ＝ - ＝ - ＝ 化学反应速率和化学平衡 　　实验证明，几乎所有化学反应的速率都随反应时间的变化而不断变化。通常，反应刚开始时速率较快，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减少，反应速率不断减慢。因此有必要应用瞬时速率的概念精确表示化学反应在某一指定时刻的速度。 　　由于瞬时速率真正反应了某时刻化学反应进行的快慢，所以比平均速度更重要，有着更广泛的应用。故以后提到反应速率，一般指瞬时速率。 化学反应速率和化学平衡 　　　2．瞬时反应速率 　　　时间间隔Δt 趋于无限小(Δt →0)时的平均速率的极限。 △t→0 化学反应速率和化学平衡 反应速率的大小首先决定于参加反应的物质的 本性，其次是外界条件，如反应物的浓度、温度和催化剂等。 　　1．浓度对反应速率的影响 　　(1) 基元反应和非基元反应 基元反应（简单反应）: 一步就能完成的反应。 例如： 二、影响化学反应速率的因素 NO2(g) →2NO(g) + O2(g) 化学反应速率和化学平衡 非基元反应（复杂反应）：反应物分子需经几步反应才能转化为生成物的反应。 大多数反应是非基元反应。　　　　 例如：　　　　 　　 这三个基元反应表示了总反应所经历的途径称为反应机理，或反应历程。化学动力学的重要任务之一就是研究反应机理，确定反应历程，揭示反应速率的本质。 由三个步骤组成 化学反应速率和化学平衡 　　(2) 经验速率方程式 　　质量作用定律: 　　　 　实验证明，在一定温度下，基元反应的化学反应速率与各反应物浓度幂（幂次等于反应方程式中该物质分子式前的系数）的乘积成正比。 化学反应速率和化学平衡 化学反应速率和化学平衡 　　　　在一定温度下，一般简单反应： aA + bB→gG + hH v ∝ ca(A) cb(B) v＝ kca(A) cb(B) 上式即为经验速率方程式 。　　 　　　 比例系数 k 称为速率常数。显然，一定温度下，当c(A) ＝ c(B)