上页 下页 目录 返回
(1) 能量因素
4 反应物之间的接触状况对反应速 率的影响
(1) 气相或溶液中进行的化学反应不考虑接触状况。 (2) 固体参加，其接触面积和形状不可忽视。红热状态的 块状铁与水蒸气之间的反应进行得非常缓慢, 而同样
温度下铁粉的反应则要快得多： 3Fe (s) + 4 H2O(g) ＝
Fe3O4(s) + 4 H2(g) ↑
化为生成物的基元反应！
2.5.4 影响化学反应速率的因素
Influential factors on chemical
reaction rate
1 浓度对化学反应速率的影响
一、化学反应的速率方程
在温度恒定情况下, 增加反应物的浓度可以
增大反应速率。
用来表示反应速率 与反应物浓度之间定量 关系的方程式叫速率方 程又叫速率定律。
2N2O5 →4NO2+O2
dc( N2O 5 ) v dt
lim v
t 0
1.00
v=5.4×10-4 mol · dm-3 · s-1
c(N2O5)/mol· dm-3
0.80 0.60 0.40 0.20
v=2.7×10-4 mol · dm-3 · s-1
400
800
1200 1600 时间(s)
适合此历程的速率方程是什么？
a. kc2 (O3) c. kc(O3)2c(O2) b.kc(O3)c(O) d. kc2 (O3) c-1(O2)
2 温度对化学反应速率的影响
温度升高，大多数化学反应的速度加快 原因： ● 分子运动速率加快,反
应物分子间碰撞频率增大
● 活化分子百分数增大
(1). Van’t Hoff规则：
2000
c(N2O5)/mol· dm-3 v/mol ·dm-3 · s-1
0.90
0.45
5.4×10-4
2.7×10-4
Question 1
反应 2W+X
Y+Z
哪种速率表达式是正确的？
a. b. c. d.
dc (X) dc (Y) dt dt dc (X) dc (W ) dt dt dc (Z) dc (Y) dt dt dc (Z) dc (W ) dt dt
v(T 10 K ) v(T )

k(T 10 K ) k(T )
2
4
(2)．阿仑尼乌斯方程式及其应用
k A e
Ea / RT
A：反应的频率因子，
对确定的化学反应是一常数，
A与k同一量纲；
E a： 反应活化能；
R： 8.314 J· mol-1· K-1 T： 热力学温度
Ea ln k ln A RT Ea lg k lg A 2.303RT 可求活化能
对于物质A是a级反应，对物质B是b级反应
反应级数的意义： 表示了反应速率与物质的量浓度的关系。
(3)．速率常数(rate constant)
关于速率常数 kc : ① 由化学反应本身决定，是化学反应在一定 温度时的特征常数； ② 相同条件下，kc值越大，反应速率越快； ③ kc的数值与反应物的浓度无关。受温度、催 化剂影响。
Enzyme catalysis
以酶为催化剂的反应，其特点是：
为体温升高导致酶的结
构发生变化, 活性部位发 生 变 形 , 从而难以实现
“锁配钥”关系。
Question 4
Solution
您知道您每天喝进的牛奶是怎样 消化的吗?
乳糖酶
乳糖
葡萄糖 ＋半乳糖
生物化学家用“锁配钥”模型(“锁和钥匙”)解释酶 的催化活性。
白磷在纯氧气中和在空气中的燃烧
1. 基元反应的速率方程
(1) 质量作用定律(law of mass action)
在一定温度下，基元反应的速率与各反应物浓度
相应幂的乘积成正比。
对于一个基元反应：a A + b B c C + d D
其速率方程(rate equation)可以表示如下：
动力学研究还在于其实用意义。
2.5.1 化学反应速率的概念
Conception of chemical reaction rate
1. 化学反应的速率
反应速率是指给定条件下反应物通过
化学反应转化为产物的速率，常用反应物或
者生成物的浓度随时间的变化来表示。
浓度常用mol· L–1，时间常用s，min，h，
d，y。
速率用反应物和产物表示都可以
对于一般的化学反应： aA + b B yY + zZ
dcA dcB dcY dcZ adt bdt ydt zdt
反应速率又分为平均速率和瞬时速率两 种表示方法。
2 反应的瞬时速率
瞬时速率只能用作图的方法得到，例如
对于反应（45 ℃ ）：
B是隋性物质，
只起传递能 量的作用
2. 基元反应：反应物分子(或离子、原子及自 由基等)直接碰撞发生作用而生成产物的反应
H 2 (g) Cl2 (g) 2HCl(g) 非基元反应
(1) Cl 2 (g) B 2Cl(g) B 基元反应 (2) H 2 (g) Cl(g) HCl(g) H(g) 基元反应 (3) H(g) Cl 2 (g) HCl(g) Cl(g) 基元反应 (4) Cl(g) Cl(g) Cl 2 (g) B 基元反应
最慢的一个反应就控制了该复杂反应的反应速率。
A2+B → A2B
A2→ 2A 2A+B→A2B Slow reaction Fast reaction
所以
= k c(A2)
• 特点:
•① 复杂反应的反应速率由最慢的一步决定， 称为决速步骤，通过实验可以找出决速步骤 (Rate determining step)；
阿仑尼乌斯公式的应用
(1) 求反应的活化能
① 作图法
Ea lg k lg A 2.303 RT
1 做 lg k 图 T
斜率
Ea s 2.303 R
② 根据二点进行计算
Ea k2 T2 T1 Ea T2 T1 k2 或 lg ( ) ln ( ) k1 2.303RT T2 T1 k1 RT T2 T1
化学反应速率
Chemical Reaction Rate
化学动力学研究的是反应进行的速率 , 并根据研究反应速率提供的信息探讨反应机 理，即研究反应的快慢和反应进行的途径。
H2与O2具有生成H2O的强烈趋势, 但室 温下气体混合物放置1万年仍看不出生成H2O 的迹象。为了利用这个反应释放的巨大能量, 就必须提供适当的动力学条件。因此，化学
如: H2(g) + I2(g) =2HI(g) 实际是两步完成 I2(g) = I(g) + I(g) 快 慢 H2(g) + 2 I (g) = HI(g) + HI(g) = kc﹒c (H2) ·c (I2)
未知反应历程复杂反应的速率方程只 能通过实验获得！
介绍一种速率方程的确定方法 — 初始速率法
速率常数的单位： 对零级反应： 对一级反应： 对二级反应： 对三级反应： mol· l-1· s-1 s-1 mol-1· l· s-1 mol-2· l2· s-1
2．非基元反应的速率方程
不能只根据反应式写出其反应速率方程。
复杂的非基元反应 → 分成若干个基元反应 → 反
应最慢的一步作为控制步骤；
1 碰撞理论
(1). 发生化学反应的首要条件——碰撞;
(2). 但并非所有的碰撞均能发生化学反应；
2HI(g) H 2 (g) I 2 (g) T 773K ， c(HI, g) 10 .8 10 4 mol L1 s 1 v 6 10 9 mol L1 s 1
2.5.2 反应历程和基元反应
1. 反应历程： 反应物转变为生成物的具体途径、步骤。
H2 (g) Cl2 (g) 2HCl(g)
(1) Cl 2 (g) B 2Cl(g) B (2) H 2 (g) Cl(g) HCl(g) H(g) (3) H(g) Cl 2 (g) HCl(g) Cl(g) (4) Cl(g) Cl(g) Cl 2 (g) B
= kc﹒ c (A)a · c (B)b
式中v为瞬时速率，c(A)、c(B)分别为瞬时浓度； kc为速率常数(rate constant)。
(2)．反应级数(reaction order)
速率方程中各反应物浓度的指数和。
基元反应
aA + bB
= cC +
dD
= kc﹒ c (A)a ·c (B)b a + b 表示该反应级数。
(2)求反应的速率常数
Ea T2 T1 k2 ln ( ) k1 RT T2 T1
或
Ea k2 T2 T1 lg ( ) k1 2.303RT T2 T1
(3)解释一些速率规律:
① 温度升高,反应速率加快。
② 活化能越大,反应速率越小。
3 催化剂对反应速率的影响
(1) 催化剂与催化作用
【小结】
I、对于基元反应：直接根据反应式写出速率方程； II 、已知反应机理的复杂反应：根据定速步 骤 写出 速率方程；
III、不知机理的复杂反应 ：由实验法确定速率方程。
Question 3
对臭氧转变成氧的反应
2O3(g) 其历程为： O3 O+O3 O2+O （快） 2O2（慢） 3O2(g)
铁与盐酸的反应
2.5.3