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1、第四章化学反应的速率主要内容：1反应速率的定义平均速率，瞬时速率速率方程，速率常数，质量作用定律，反应级数，半衰期2反应速率理论简介3温度对化学反应速率的影响4催化剂与催化反应简介热力学解决了化学反应的可能性问题（反应进行的方向和进行程度）,但化学反应实际上的发生,却是动力学研究的范畴。化学反应的速率,即是动力学的基础。自发过程是否一定进行得很快?实际上,速率相当慢!实际上,反应速率相当快热力学讨论可能性;动力学讨论现实性H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)ΔrGm=-237.18kJ·mol–12
2、NO2(g)→N2O4(g)ΔrGm=-4.78kJ·mol–1§4-1反应速率的定义化学反应速率：在一定条件下反应物转变为生成物的速率。化学反应速率经常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加表示。单位：mol·dm－3·s－1，mol·dm－3·min－1或mol·dm－3·h－1。4-1-1平均速率以乙酸乙酯的皂化反应为例讨论反应速率CH3COOC2H5＋OH－＝CH3COO－＋CH3CH2OHt1、t2时刻OH-的浓度分别为c(OH-)1和c(OH-)2。平均速率:在时间间隔∆t中，用单位时
3、间内反应物OH-浓度减少来表示平均反应速率式中的负号是为了使反应速率保持正值。2N2O5→4NO2+O2t1时c(N2O5)1c(NO2)1c(O2)1t2时c(N2O5)2c(NO2)2c(O2)2N2O5在四氯化碳中按如下反应进行。用单位时间内反应物N2O5浓度的减少来表示平均反应速率同样可以用NO2和O2的浓度的变化量来表示平均反应速率对于一般的化学反应aA＋bB＝gG＋hH三个平均反应速率之间的关系或4-1-2瞬时速率在研究影响反应速率的因素时,经常要用到某一时刻的反应速率。这时,用平均速率就显得不
4、准确,因为这段时间里，速率在变化,影响因素也在变化。瞬时速率：某一时刻的化学反应速率称为瞬时反应速率。先考虑一下平均速率:割线AB的斜率割线的极限是切线,所以割线AB的极限是此点的切线;故tC时刻曲线切线的斜率是tC时的瞬时速率r(OH-)。瞬时反应速率的计算：最有实际意义和理论意义的瞬时速率是初始速率r0对于一般的化学反应aA＋bB＝gG＋hH某时刻的瞬时速率之间的关系与平均速率类似，有如下的关系：4-2反应速率与反应物浓度的关系4-2-1速率方程（质量作用定律）质量作用定律：反应的速率与反应物浓度以其化
5、学计量数为幂指数的连乘积成正比。来源于实验结果，经验定律对于反应aA＋bB＝gG＋hH速率方程：r＝kc(A)mc(B)nk称为速率常数，与c无关，与T有关m，n分别为反应物A，B的浓度的幂指数k，m，n均有实验测得速率方程的书写基元反应定义：指反应物分子步直接转化为产物的反应。如：NO2＋CO＝NO＋CO2反应物NO2分子和CO分子经过一次碰撞就转变成为产物NO分子和CO2。基元反应是动力学研究中的最简单的反应，反应过程中没有任何中间产物。复杂反应中的基元步骤：例如：H2(g)＋I2(g)＝2HI(g)实
6、验上或理论上都证明，它并不是一步完成的基元反应，它的反应历程可能是如下两步基元反应：①I2＝I＋I（快）②H2＋2I＝2HI（慢）基元反应以及复杂反应中的基元步骤：对于基元反应aA＋bB＝gG＋hH速率方程：r＝kc(A)ac(B)b基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为幂指数的连乘积成正比。复杂反应的速率方程复杂反应,则要根据实验写出速率方程。解：对比实验1，2，3，发现r∝c(H2)对比实验4，5，6，发现，r∝c(NO)2所以反应速率r∝c(H2)c(NO)2建立速率方程r＝kc(H2)c
7、(NO)2利用实验数据得k＝r/c(H2)c(NO)2=8.86×104dm6mol－2s－1复杂反应的速率方程,还可以根据它的反应机理,即根据各基元步骤写出。4-2-2反应级数若化学反应aA＋bB＝gG＋hH其速率方程：r＝kc(A)mc(B)n该反应的级数为m+n，即速率方程中幂指数之和，或者说该反应为m+n级反应。或者说上述反应对A为m级反应，对B为n级反应。反应级数说明的是反应速率与反应物浓度的多少次幂成正比。根据给出的速率方程,指出反应级数。(1)Na+2H2O—>2NaOH+H2r=k解:(
8、1)0级反应CO+Cl2—>COCl2r=kc(CO)c(Cl2)3/2H2+Br2—>2HBr(2)5/2级,对CO是一级,对Cl2是3/2级(3)对具有r＝kc(A)mc(B)n形式速率方程的反应,级数有意义;对于(3)的非规则速率方程,反应级数无意义。反应级数可以是0,是分数,也有时无意义。4-2-3速率常数k化学反应速率常数k是在给定温度下，各反应物浓度皆为1mol·dm－3时的反应速率，因此也称比速率常
