chapter6反应速度.ppt

一、化学反应速率表示法 一、化学反应速率表示法 物质以分子或离子为单位互相混合，体系中没有相界面。这类体系称为均相体系；如果体系中有界面，则称为非均相体系。 反应只发生在界面上，反应速度与界面大小有关：相界面越大，反应速度越快。 我们把一步就能完成的反应称为 基元反应。(elementary reaction) 反应机理：（reaction mechanism） 化学反应进行的实际步骤,实现 该化学反应的各步基元反应的微观 过程。 例如：半个世纪以来，一直认为： H2(g) + I2(g) = 2HI(g) 是一个研究非常透彻的基元反应，直到1966年发现： step1: I2(g) = 2I(g) 快 step2: H2(g) + 2I(g) = 2HI(g) 慢 决速步骤 （rate-determining step） （rate-controlling step） 影响反应速率的因素 影响反应速率的主要因素一般是浓度和温度。研究反应速率的规律首先要找出浓度C、时间t和温度T之间的函数关系, f(c,t,T)=0, 即建立速度方程。 表示反应速度与浓度参数之间关系的是速度方程（动力学方程）。 1.基元反应为组成一切化学反应的 基本单元。 2.所谓的反应机理就是指反应是由 哪些基元反应组成的。 如：非基元反应 2N2O5 → 4NO2 ＋ O2 基元反应 ① N2O5 → NO3 ＋ NO2 （慢） ② 2NO3 → 2NO2 ＋ O2 （快） 1863年，挪威科学家古德贝格(C.M.Guldberg)和瓦格(P.Waage)在研究平衡常数的有关问题时指出： 基元反应：aA + bB → dD + eE 注意：固、液、稀溶液的溶剂不写在其中 k的讨论 温度一定，k一定，与浓度无关。 k在数值上等于有关浓度均为1时的速度。 同一温度下，比较几个反应，k↑,反应越快。 k的单位取决于反应速度与浓度的单位。 注意：质量作用定律只适用于基元反应 对于非基元反应，只有分解为基元反应时，才能逐个运用质量作用定律。 如： 2N2O5 → 4NO2 ＋ O2 ∴非基元反应要建立速度方程，一般要由实验确定。 速度方程中，反应物浓度的指数a,b分别称为反应物A和B组分的反应级数，各组分反应级数的代数和称为该反应的总反应级数。 反应级数 例如： H2(g) + I2(g) = 2HI(g) 实验测得：二级反应。 进一步的研究发现反应历程如下： step1: I2(g) 2I(g) 快 step2: H2(g) + 2I(g) = 2HI(g) 慢（速控步骤） 根据质量作用定律： step2的速率方程为： step1反应相对很快，step2反应很慢，致使step1可逆反应中的反应物与生成物保持平衡状态。 代入step2的速率方程： 与实验一致。 光气合成：CO + Cl2 → COCl2 实验测得： v = 2.5级反应 五.典型的化学反应的动力学方程 反应速率与反应物浓度的一次方 成正比。 据质量作用定律，单分子的基元反应； 一些物质的分解反应，大多数热分解； 放射性元素的蜕变； 镭（Ra） → 氡（Rn）+ 氦（He） 有机化学中，某些分子的重排反应； 许多物质的水解反应为假一级反应。 ①K的单位: 与浓度无关，[时间]-1 ②半衰期: 当反应完成 一半时所需的时间 （反应物消耗一半） 特征3. 药物的贮存期： 药物因贮存而含量降低的反应，一般符合一级反应的动力学方程。通常把药物因贮存含量降低10％的时间，叫做药物的贮存期。 反应速度与反应物浓度的二次方成正比的反应称为二级反应。 二级反应是最常见的一种，特别是在溶液中进行的有机化学反应都是二级反应 二级反应的特征： ①k的单位： [浓度-1·时间-1] [摩尔-1·升·时间-1] k的单位不仅与时间有关，还与浓 度有关 例如： 乙酸乙酯在25℃时的皂化反应如下： CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH 为二级反应，