化学反应速率(无机化学核心教程).
化学反应速率笔记
化学反应速率笔记反应速率是指单位时间内化学反应物质浓度变化的大小，通常用物质浓度随时间变化的斜率来表示。
理解和掌握反应速率的变化规律对于化学反应的研究和实际应用具有重要意义。
本文将介绍反应速率的定义、影响因素以及常见的实验方法。
一、反应速率的定义反应速率可用不同物质浓度与时间的关系表达，具体形式如下：速率= ΔC/Δt其中，ΔC表示反应物质浓度的变化量，Δt表示时间的变化量。
反应速率的单位一般为mol/L·s。
对于反应物质消失的速率（一阶反应），速率可以表示为：速率 = -ΔC/Δt负号表示浓度的减少。
二、影响反应速率的因素1. 反应物质浓度：反应物质浓度越高，反应发生的可能性越大，因此反应速率也越快。
2. 温度：温度升高会使反应物质分子运动加快，碰撞频率增加，碰撞能量增大，有利于反应发生，从而提高反应速率。
3. 催化剂：催化剂可以降低反应物质之间的活化能，提高反应速率。
4. 反应物质的物理状态：固体反应的速率一般比液体反应快，液体反应的速率一般比气体反应快。
5. 反应物质的形态与分子结构：分子较小、形态更均匀的反应物质，其反应速率较快。
三、测量反应速率的实验方法1. 手工记录法：通过观察反应物质浓度变化的颜色或透明度，手工记录下反应物质的浓度随时间的变化情况，并计算得出反应速率。
2. 密度法：利用密度计或称量的方法测量反应物质在不同时间点的质量，根据质量变化计算反应速率。
3. 发光法：某些反应会产生发光现象，通过检测反应的发光强度或发光频率，可以间接地推测出反应速率。
4. 放射性测量法：利用放射性同位素的衰变来测量反应速率。
放射性衰变的速率与反应速率有一定的关联。
5. 铁变色法：将某些物质加入到铁离子溶液中，观察溶液的颜色变化，可以用来测量反应速率。
通过上述方法，在实际实验中可以测量到不同反应物质和反应条件下的反应速率，从而研究和分析反应速率随各种因素变化的规律。
四、实际应用反应速率的研究和应用涉及到许多领域，如化学工业生产、环境保护等。
无机化学课件：第4章 化学反应速率
计量 数
1+1 1+1 2+1
2+1 2+2 2NOg 2H2 g N2 g H2Og kc2 (NO)cH2
S2O82 aq 3I aq
2SO24 aq I3 aq
k
c
S2
O
28
c
I-
1+1
1+3
5Br
aq
BrO
3
aq
3Br2 aq 3H2Oaq
6H aq kc Br -
对于一般的化学反应：
aA bB
速率常数
yY zZ
反应级数
kcA cB
速率方程
反应速率
反应物浓度
反应级数： 反应速率方程中m+n，由实验所得；
反应分子数： 基元反应方程式中a+b，由基元反应方程式 中的计量关系所得。
例：H2(g) + I2(g) 2HI(g) 其反应历程分两个基元步骤进行：
对于反应： aA bB gG hH
(A) kA[A]m[B]n (B) kB[A]m[B]n (G) kG[A]m[B]n (H) kH[A]m[B]n
1 a
kA
1 b
kB
1 g
kG
1 h
kH
k
由实验确定化学反应的速率方程
例：反应 NH4+(aq) +NO2- = N2(g) + 2H2O(l)
1918年有路易斯以气体分子运动论为 基础提出，适用于气相双分子反应。该理 论认为：
（1）反应物分子间的相互碰撞是反 应进行的先决条件。
（2）互相碰撞的分子必须具有足够的 能量。 （3）反应物分子互相碰撞时应有合适 的取向。
化学反应速率
化学反应速率化学反应速率是指化学反应在单位时间内物质的转化程度。
它是描述化学反应速度快慢的物理量，可以用浓度变化率表示。
本文将从定义、影响因素以及调控方法三个方面详细介绍化学反应速率。
一、定义化学反应速率是指反应物浓度在单位时间内的减少量或增加量。
它可以用如下公式表示：速率= Δ物质浓度/ Δ时间速率的单位一般用mol/(L·s)或mol/(dm³·s)来表示。
二、影响因素化学反应速率受到多种因素的影响，主要包括温度、浓度、催化剂和物质状态等。
1. 温度：温度是影响化学反应速率的重要因素。
一般来说，随着温度的升高，分子的平均动能增加，反应物分子之间的碰撞频率和碰撞能量也增加，从而加快反应速率。
2. 浓度：化学反应速率与反应物的浓度密切相关。
反应物浓度越高，反应物分子之间的碰撞频率越高，反应速率也越快。
3. 催化剂：催化剂是能够改变反应速率的物质。
催化剂通过提供新的反应路径，降低了反应物之间的活化能，从而加速了反应速率。
4. 物质状态：物质的状态对化学反应速率有重要影响。
溶液中的反应速率通常比固体反应速率快，这是因为溶液中反应物分子之间的碰撞频率更高。
三、调控方法调控化学反应速率的方法多种多样，下面介绍几种常见的方法。
1. 温度调控：可以通过升高或降低温度来调节化学反应速率。
提高温度可以加快反应速率，而降低温度则可以减慢反应速率。
2. 浓度调控：通过改变反应物的浓度可以调节反应速率。
增加反应物浓度通常可以加快反应速率，而减少反应物浓度则可以减慢反应速率。
3. 催化剂的使用：催化剂可以加速反应速率，常用于加快某些反应的进行。
催化剂不参与反应本身，但能够提供新的反应路径，从而降低反应物的活化能。
4. 反应条件的调节：除了温度、浓度和催化剂，还可以通过调节其他反应条件，如压力和pH值等，来调节化学反应速率。
总结：本文介绍了化学反应速率的定义、影响因素以及调控方法。
化学反应速率是描述化学反应速度的物理量，受到温度、浓度、催化剂和物质状态等因素的影响。
化学反应速率
化学反应速率化学反应速率是指化学反应中物质变化的快慢程度。
它是一个十分重要的概念，在化学领域中具有广泛的应用。
本文将从化学反应速率的定义、影响因素、实验方法以及应用等方面进行探讨。
一、化学反应速率的定义化学反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的量。
通常用反应物的浓度变化来表示。
在一个反应过程中，我们可以根据反应物与时间的变化关系，确定其反应速率。
反应速率通常用公式表示为：速率= ΔC/Δt其中，ΔC表示反应物浓度的变化量，Δt表示时间的变化量。
二、影响化学反应速率的因素化学反应速率受到多种因素的影响，包括温度、浓度、催化剂和表面积等。
1. 温度：温度对反应速率有着重要的影响。
通常情况下，随着温度的升高，反应速率将增加。
这是因为高温时，反应物分子具有较高的动能，碰撞频率增加，有效碰撞的概率也就大增，因此反应速率加快。
2. 浓度：反应物浓度对反应速率也有较大的影响。
一般来说，反应物浓度越高，反应速率越快。
这是因为浓度增加会导致分子间的碰撞频率增加，从而提高反应速率。
3. 催化剂：催化剂是指可以改变反应速率但本身不参与反应的物质。
它可以提供新的反应路径，降低活化能，从而加速反应。
催化剂对化学反应的影响是十分显著的，可以大幅度提高反应速率。
4. 表面积：对于固体与液体之间的反应来说，固体的表面积对反应速率也有重要影响。
表面积越大，反应物与液体接触的面积越大，因此反应速率也会增加。
三、测定化学反应速率的实验方法测定化学反应速率的实验方法一般有色度法、质量法和体积法等。
1. 色度法：对于产物或反应物具有明显颜色的反应，可以通过测定溶液的吸光度来间接测定其浓度的变化，从而确定反应速率。
2. 质量法：对于反应物质量的变化较大的反应，可以通过称量反应物质量的变化来计算反应速率。
3. 体积法：对于气体反应，可以通过收集生成的气体体积的变化来测定反应速率。
常见的体积法有气体放大器和溶液排放器等。
四、化学反应速率的应用化学反应速率的研究对于理解和探索化学过程具有重要意义，也为许多实际应用提供了基础。
《无机化学》第二章 化学反应速率
114 103 ( 1 1 ) 2.303 8.314 700 600
1.42
k =0.7526.3=19.7 ( L﹒mol-1﹒S-1 )
三、催化剂对反应速率的影响
1.催化剂：催化剂是能改
变化学反应速率，而其本身 在反应前后物质的量和化学 组成均没有变化的物质。
3.质量作用定律：— 只适用于基元反应
质量作用定律：恒温下，基元反应的化学反应 速率与各反应物浓度方次的乘积成正比，反应 物浓度的方次数就等于化学反应式中各相应物 质的计量系数。
mA+nB
pC+qD
一般反应 kcAx cBy
基元反应 kcAm cBn
二、 温度对反应速率的影响
1.阿仑尼乌斯公式：
= 1.2 10-2 ( L2﹒mol-2﹒S-1 )
2.反应机理
基元反应：反应物经一步反应直接生成产物的反应。 复杂反应：由两个或多个基元反应构成的反应。
例： ① ② ③
H2 + I2 2HI I2 2I (快)
复杂反应的反应
速率取决于速率 最慢的基元反应
2I I2 (快)
H2 + 2I
2HI (慢)
活化络合物 产物
A…B…C
1
Ea2
Ea1：正反应的活化能 Ea2：逆反应的活化能
A+BC
ΔrHm：正反应的热效应 ΔrHm= Ea1(正) – Ea2(逆)
AB+C
（反应历程）
反应过程的能量关系
二、反应速率与活化能的关系
具有一定能量的分子百分数
Ea
E平
E0
气体分子能量分布曲线
《化学反应速率》 讲义
《化学反应速率》讲义一、什么是化学反应速率在我们生活的这个世界里，化学反应无时无刻不在发生。
从食物的消化到金属的生锈，从燃烧化石燃料到生物体内的新陈代谢，这些都是化学反应的表现。
而化学反应速率，就是用来衡量这些化学反应进行快慢的一个重要指标。
简单来说，化学反应速率就是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。
比如说，在一个特定的化学反应中，如果在 1 秒钟内某种反应物的浓度减少了 1 摩尔/升，那么我们就可以说这个反应在这 1 秒钟内的速率是 1 摩尔/（升·秒)。
化学反应速率的表示方法有很多种，可以用反应物的消耗速率，也可以用生成物的生成速率。
但无论用哪种方法，都要注意单位的统一和准确性。
二、影响化学反应速率的因素化学反应速率的快慢并不是随机的，而是受到多种因素的影响。
就像我们开车的速度会受到路况、车辆性能、驾驶员技术等因素的影响一样，化学反应速率也有它的“路况”和“车辆性能”。
1、浓度反应物的浓度是影响反应速率的一个重要因素。
一般来说，反应物浓度越高，反应速率就越快。
这就好比在一场足球比赛中，球员越多，相互之间碰撞和传球的机会就越多，比赛就越激烈。
例如，在碳和氧气的反应中，如果增加氧气的浓度，那么碳燃烧的速度就会明显加快。
2、温度温度对化学反应速率的影响也非常显著。
通常情况下，温度升高，反应速率会加快。
这是因为温度升高会使反应物分子的运动速度加快，它们之间碰撞的频率增加，而且碰撞时的能量也更大，更容易使反应发生。
比如，食物在夏天比在冬天更容易变质，就是因为温度升高加速了食物中的化学反应。
3、压强对于有气体参与的反应，压强的改变也会影响反应速率。
增大压强，相当于压缩了气体的体积，使气体分子的浓度增大，反应速率加快。
但需要注意的是，压强的影响只对有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应有效。
4、催化剂催化剂是一种能够改变化学反应速率而自身在反应前后质量和化学性质不变的物质。
它就像是化学反应中的“助推器”，可以降低反应的活化能，使反应更容易发生。
化学中的化学反应速率(化学知识点)
化学中的化学反应速率（化学知识点）化学反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的速率。
反应速率的快慢对于化学反应的研究和应用具有重要的意义。
本文将介绍化学反应速率的定义、影响因素以及如何测定反应速率。
一、化学反应速率的定义化学反应速率是指在一定条件下，反应物消失或产物生成的速率。
一般情况下，反应速率可以通过反应物消失的速率来描述，以此来衡量反应进行的快慢。
化学反应速率可以用如下公式来表示：速率= ΔC/Δt其中，ΔC表示反应物浓度的变化量，Δt表示时间的变化量。
速率的单位可以是摩尔/升·秒（mol/L·s）、分子/升·秒（molecules/L·s）等。
二、影响化学反应速率的因素化学反应速率受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面。
1.反应物浓度：当反应物浓度增加时，反应物之间的碰撞频率增加，从而增加了反应的可能性，使得反应速率加快。
2.温度：提高温度会增加反应物的动能，使反应物之间的碰撞更加频繁且具有更高的能量。
因此，温度升高会加快反应速率。
3.催化剂：催化剂可以降低反应的活化能，使反应物更容易发生反应。
催化剂的存在可以提高反应速率，而不参与反应本身。
4.表面积：反应物的表面积越大，反应物颗粒之间的碰撞频率就越高，反应速率也会增加。
5.反应物的物理状态：气相反应相较于固相反应和液相反应具有更高的反应速率，因为气态分子之间的自由运动能带来更频繁的碰撞。
三、测定反应速率的方法测定反应速率是研究反应动力学的重要手段，常用的方法有以下几种。
1.逐点法：在反应过程中，定时取样，通过测定不同时间点上反应物消失或产物生成的量来计算反应速率。
2.连续监测法：利用分光光度计、电导计等仪器对反应过程进行实时监测，获得反应物浓度的变化曲线，从而计算反应速率。
3.消失溶液平行测定法：将相同溶液分装到多个容器中，分别对不同容器中的反应液进行逐点法测定并计算平均速率，以提高测定结果的准确性。
无机化学 化学反应速率
2019/1/18
4
用浓度对时间作图，所得的曲线称作动力学曲线 。可形象显示反应的快慢及与浓度的关系。 如：H2O2(aq) → H2O(l)+ 1/2O2(g)
1
0.8
0.6
0.4 0.2 0 0 10 20 30 40 50 t/min
5
60
70
80
90
2、平均速率和瞬时速率
在恒容条件下，通常是以单位时间内反 应物浓度减少的量或生成物浓度增加的量来 表示。 v反应速率 的量纲为浓度•时间-1，如 mol· L-1· s-1。 平均速率 瞬时速率
6
平均速率
反应物A 产物B
c
产物
vA / B
c2 c1 c t2 t1 t
时间：秒(s)、分(min)、 时(h)。 浓度：mol / L
反应物
t
7
整个反应的平均速率
对一般的化学反应： a A + bB = cC + dD 整个反应的平均速率：
1 cA 1 cB 1 cC 1 cD v a t b t c t d t
（A为反应物）
10
瞬时速率与时间的关系
11
整个反应的瞬时速率
对一般的化学反应： a A + bB = cC + dD
v
1 dc A
a dt
1 dc B
b dt
1 dcC
c dt
1 dc D
d dt
12
时反应物中物质B的物质的量 n ( B ) —反应进度为
（mol）;
vB —物质B的反应系数；
8
【例】 初始 t1 2秒后 t 2
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v=kc(C12H22O11)
注意： 实验测得反应：2N2O5(g) == 4NO2(g)+O2(g)的速
率方程为： =kc(N2O5)而不是 =kc2(N2O5)，说
明该反应不是元反应。 实验测得反应：H2 + I2(g) == 2HI(g)的速率方程
为： =kc(H2)c(I2)能否说明该反应是元反应？
c(H2O2)
dc ( H 2O2 ) v dt
t
第二节 化学反应速率理论简介
一、碰撞理论与活化能 1、有效碰撞理论 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
问题：是否每一次的分之间碰撞都能生成产 物？
C
C
O C O
O A
B
有效碰撞——发生反应的碰撞——B 弹性碰撞——不发生反应的碰撞——A
c0= 2.50/5.00 = 0.500(mol/L)
lnc = - kt + lnc0
1.68x10-2s-1 60 s
0.5mol/L
N2O5的剩余浓度：c = 0.182(mol/L) ∴ N2O5的剩余量 = 0.182×5.00 = 0.910(mol)
2、反应分子数：元反应中反应物微粒数之和。 （在反应方程式中表现为反应物的系数之和） 双分子反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) CH3-CH=CH2
单分子反应：
三、质量作用定律与速率方程式 1、质量作用定律：
对于元反应：aA+bB 速率方程式： =kcAacBb dD+eE
A、三分子反应，二级反应
C、双分子反应，二级反应
√
B、二级反应
D、一级反应
当反应A2+B2 →2AB的
=kc(A2)c(B2)，可以得出此反应 A、一定是基元反应 C、一定是非基元反应 B、对A2是一级反应 √ D、以上说法都不对
例：反应 2N2O5(g) →4NO2(g) + O2(g)
活化能为Ea1，逆向反应的活化能为Ea2
若正反应是吸热的，则Ea1
> Ea2
元反应
一步就完成的反应。
反应物分子直接碰撞一次就能生成产物。
复合反应 反应机制 速率控制步骤 由若干元反应组成 反应进行的实际步骤 速率最小的那个元反应
复合反应的总速率取决于限速步骤
二、元反应和反应分子数 1、元反应：
服从速率方程式 =kc(N2O5) 设某温度时k=1.68x10-2s-1，如在一个5.00L的 容器中放入2.50mol N2O5，在该温度下反应进 行1.00min，问N2O5的剩余量及O2的生成量各 为多少？ 此反应不是元反应，从速率方程看是一级反应。
解： 设O2的生成量为x mol
2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g) 初始 1.00min 2.50 2.50－2x 0 4x 0 x
二、过渡态理论简介 过渡态 ONO+CO slow fast ON· ·· O ··· CO
NO+CO2
活化络合物
ON· ·· O ··· CO Ea
势 能
Ea’ NO2+CO △rHm
NO+CO2 反应进程
活化能：反应的能垒。Ea↑，v↓ 问：正向反应是吸热还是放热？
△rHm= Ea- Ea’ 练习： 可逆反应 A B+C，正向反应的
3、速率常数和反应级数： ① 速率常数：与反应物本性、T、 催化剂有关，与C无关。
=kCACB
② 反应级数：(+)，反应速率方程式中各反 应物浓度方次之和。可以是整数也可以是分数 反应级数和反应分子数有何区别？
练习：实验测 2ICl(g)+H2(g) →I2(g)+2HCl(g)
∝c(ICl)c(H2)，由此可知此反应是：
快
③ NO+ NO3
2NO2
速率方程式的写法：
A. 元反应——由质量作用定律直接写出，复合 反应——由实验确定。 B. 纯固态和液态物质浓度不写入。 例：C(s) + O2(g) == CO2(g) v=kc(O2)
C. 稀溶液中，如溶剂参与反ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，可不写入。 例：C12H22O11 + H2O == C6H12O6 + C6H12O6
什么条件下能发生有效碰撞？ ① 需要足够的能量（动能） ② 有合适的方向 活化分子
2、活化分子与活化能
ΔN/N
E平
Ea
E’
E
活化能（activation energy）Ea的特征：
① 正值，键能。
② Ea仅与反应物本性、途径有关，与C、T 无关。 ③ 活化分子%↑，反应速率v↑。 40kJ/mol 60kJ/mol 反应极快 250kJ/mol 400kJ/mol 反应极慢
本章主要内容：
• 化学反应速率和反应机制 • 化学反应速率理论简介（难点） • 浓度对化学反应速率的影响（重点）
• 温度对化学反应速率的影响（重点）
• 催化剂对化学反应速率的影响
第一节 化学反应速率的表示方法
一、化学反应速率 想一想：可以用什么来衡量化学反应的快慢？ 时间变化 反应物浓 度减少 生成物浓 度增加
想一想：化学反应速度与普通物体的移动速度 有些什么相同的地方？
全程平均速度 某一点的瞬时速度
二、化学反应的平均速率和瞬时速度
平均速率
=－ =－
△c（反应物）
△t
dc（反应物） dt
瞬时速率
IH2O2(aq) === H2O(l) + 1/2O2(g)
t (min) 0 20 40 60 [H2O2] mol/L 0.80 0.40 0.20 0.10 (0-20min) 0.40/20=0.020 (20-40min) 0.20/20=0.010 (40-60min) 0.10/20=0.0050 V mol/L· min
k
速率常数，与反应物本性、T、 催化剂有关，与c无关。
质量作用定律只适用于元反应
2、速率方程式：表示反应物浓度和反应速率 之间定量关系的数学式。 例：2N2O5(g) 实验证明：
4NO2(g)+O2(g)
=kc(N2O5) 慢 快 控速步骤 NO3+NO2
反应机制：① N2O5
② NO3
NO+O2
化学反应速率
Rate of chemical reaction
作业：PP55 1，3，4，9，13
CO(g) + NO(g) == CO2(g) + 1/2 N2(g)
Kθp=1.9×1060 >> 500 (298K)
常温下，此反应基本上不能进行，为什么？
3 2
CO(g) + NO(g)
1
CO2(g) + 1/2 N2(g)