第二、三节基元反应、反应速率方程第二节 基元反应一,计量方程与机理方程计量方程,只表示反应前后的物料平衡关系。例如,
2O3 3O2
机理方程,表示实际反应过程 (反应历程 )的方程 。
例如上述反应经历了两个步骤,
O3 O2+O(1)
2O2O+O3(2)
二,基元反应与总包反应例如 H2和 I2的气相反应,
H2+I2 2HI
这是一个总包反应,由以下基元反应组成,
I2+M(高能 ) 2I?+M(低能 )(1)
2HIH2+2I?(2)
基元反应 (elementary reaction)：由反应物微粒 (分子、原子、
离子或自由基等 )一步直接生成产物的反应。
总包反应 (overall reaction)：由多个基元反应组成的反应，又称为复杂反应 (complex reaction)。
三,反应分子数参加基元反应的分子数目称为 反应分子数 。此处的分子应理解为分子、离子、自由原子或自由基的总称。已知的反应分子数只有 1,2和 3。
第三节 反应速率方程第三节 反应速率方程速率方程也可用积分形式表达为反应组分浓度与时间的函数关系式,称为反应的 积分速率方程 或 动力学方程 (kinetic
equation):
c = f(t)
微分速率方程,恒温下以微分形式表达的反应速率 r与各反应组分浓度的函数关系式,又称为反应的 速率方程 (rate equation):
r = f(c)
一,基元反应的速率方程 质量作用定律质量作用定律,在恒温下,基元反应的速率正比于各反应物浓度幂的乘积,各浓度幂中的指数等于基元反应方程中各相应反应物的系数 。
注意,对于总包反应,只有分解为若干个基元反应后,才能逐个运用质量作用定律 。
一,基元反应的速率方程 质量作用定律对某基元反应 A+2D G,由质量作用定律可得,
2DA ckcr? k,反应速率常数对总包反应,例如,
H2+I2 2HI
可分解为两步基元反应,
反应 (1)中正反应速率为,r1 = k1cI2cM
逆反应速率为,r2 = k2cI?2cM
(1) I2+M(高能 ) k1
k2
2I?+M(低能 ) 快
(2) H2+2I? k3 2HI 慢
2I2
12I c
k
kc?
反应 (2)的速率为,r3 = k3cI?2cH2
实验表明,反应 (1)的速率快,能迅速达到平衡，则,
反应 (2)的速率慢,总反应速率主要取决于反应 (2)的速率
22222 HIHI
2
31
H
2
I33 cckcck
kkcckrr
总总
k1,k2,k3,各基元反应的速率常数 ;
k 总,为总包反应的速率常数。
一,基元反应的速率方程 质量作用定律
k1cI2cM = k2cI?2cM
整理得,
二,反应速率常数和反应级数总包反应的速率方程应由实验确定,其形式各不相同 。 例如,
(1) H2+I2 2HI
22 IH ckcr?
(2) H2+Br2 2HBr
2
22
Br
H B r
BrH
1
c
c'k
ckc
r
(3) H2+Cl2 2HCl
22 ClH ckcr?
反应 (1)和 (3)的速率方程的比例常数 k称为 反应速率常数
(reaction-rate constant)或 比反应速率 (specific reaction rate),
简称 速率常数 或 比速率 。
二,反应速率常数和反应级数其反应速率方程具有反应物浓度幂乘积的形式,
,?,?……,实验测得的各反应物的级数。
反应的总级数,n=?+?+?+……
速率方程中,各反应物浓度幂中的指数,称为该反应物的级数 ; 所有反应物的级数之和,称为该反应的 总级数 或 反应级数 (order of reaction)。
aA+dD +eE +…… G
EDAAAA dd cccktcr
注意,各反应物的级数与其计量系数 a,d,e…… 无关。
二,反应速率常数和反应级数说明,
(1) 反应级数可以是整数,也可以是分数 ; 可以是正数,也可以是负数或零 ; 有些反应也可能无级数可言 ;
(2) 反应级数与反应分子数不同 ;
(3) 由于其他与反应速率有关的反应物浓度保持恒定 (或近似恒定 ),而使反应速率只与某一反应物的浓度成正比的一级反应,又称为 假一级反应 或 准一级反应 (pseudo first-order
reaction);
例如蔗糖水解反应即可视为准一级反应：
r = kc蔗糖
(4) 同一化学反应在不同的反应条件下可表现出不同的反应级数 。
例如在含有维生素 A,B1,B2,B6,B12,C,叶酸,
烟酰胺等的复合维生素制剂中,叶酸的热降解反应在 323 K
以下为零级反应,在 323 K以上为一级反应 。
二,反应速率常数和反应级数单击网页左上角,后退” 退出本节
2O3 3O2
机理方程,表示实际反应过程 (反应历程 )的方程 。
例如上述反应经历了两个步骤,
O3 O2+O(1)
2O2O+O3(2)
二,基元反应与总包反应例如 H2和 I2的气相反应,
H2+I2 2HI
这是一个总包反应,由以下基元反应组成,
I2+M(高能 ) 2I?+M(低能 )(1)
2HIH2+2I?(2)
基元反应 (elementary reaction)：由反应物微粒 (分子、原子、
离子或自由基等 )一步直接生成产物的反应。
总包反应 (overall reaction)：由多个基元反应组成的反应，又称为复杂反应 (complex reaction)。
三,反应分子数参加基元反应的分子数目称为 反应分子数 。此处的分子应理解为分子、离子、自由原子或自由基的总称。已知的反应分子数只有 1,2和 3。
第三节 反应速率方程第三节 反应速率方程速率方程也可用积分形式表达为反应组分浓度与时间的函数关系式,称为反应的 积分速率方程 或 动力学方程 (kinetic
equation):
c = f(t)
微分速率方程,恒温下以微分形式表达的反应速率 r与各反应组分浓度的函数关系式,又称为反应的 速率方程 (rate equation):
r = f(c)
一,基元反应的速率方程 质量作用定律质量作用定律,在恒温下,基元反应的速率正比于各反应物浓度幂的乘积,各浓度幂中的指数等于基元反应方程中各相应反应物的系数 。
注意,对于总包反应,只有分解为若干个基元反应后,才能逐个运用质量作用定律 。
一,基元反应的速率方程 质量作用定律对某基元反应 A+2D G,由质量作用定律可得,
2DA ckcr? k,反应速率常数对总包反应,例如,
H2+I2 2HI
可分解为两步基元反应,
反应 (1)中正反应速率为,r1 = k1cI2cM
逆反应速率为,r2 = k2cI?2cM
(1) I2+M(高能 ) k1
k2
2I?+M(低能 ) 快
(2) H2+2I? k3 2HI 慢
2I2
12I c
k
kc?
反应 (2)的速率为,r3 = k3cI?2cH2
实验表明,反应 (1)的速率快,能迅速达到平衡，则,
反应 (2)的速率慢,总反应速率主要取决于反应 (2)的速率
22222 HIHI
2
31
H
2
I33 cckcck
kkcckrr
总总
k1,k2,k3,各基元反应的速率常数 ;
k 总,为总包反应的速率常数。
一,基元反应的速率方程 质量作用定律
k1cI2cM = k2cI?2cM
整理得,
二,反应速率常数和反应级数总包反应的速率方程应由实验确定,其形式各不相同 。 例如,
(1) H2+I2 2HI
22 IH ckcr?
(2) H2+Br2 2HBr
2
22
Br
H B r
BrH
1
c
c'k
ckc
r
(3) H2+Cl2 2HCl
22 ClH ckcr?
反应 (1)和 (3)的速率方程的比例常数 k称为 反应速率常数
(reaction-rate constant)或 比反应速率 (specific reaction rate),
简称 速率常数 或 比速率 。
二,反应速率常数和反应级数其反应速率方程具有反应物浓度幂乘积的形式,
,?,?……,实验测得的各反应物的级数。
反应的总级数,n=?+?+?+……
速率方程中,各反应物浓度幂中的指数,称为该反应物的级数 ; 所有反应物的级数之和,称为该反应的 总级数 或 反应级数 (order of reaction)。
aA+dD +eE +…… G
EDAAAA dd cccktcr
注意,各反应物的级数与其计量系数 a,d,e…… 无关。
二,反应速率常数和反应级数说明,
(1) 反应级数可以是整数,也可以是分数 ; 可以是正数,也可以是负数或零 ; 有些反应也可能无级数可言 ;
(2) 反应级数与反应分子数不同 ;
(3) 由于其他与反应速率有关的反应物浓度保持恒定 (或近似恒定 ),而使反应速率只与某一反应物的浓度成正比的一级反应,又称为 假一级反应 或 准一级反应 (pseudo first-order
reaction);
例如蔗糖水解反应即可视为准一级反应：
r = kc蔗糖
(4) 同一化学反应在不同的反应条件下可表现出不同的反应级数 。
例如在含有维生素 A,B1,B2,B6,B12,C,叶酸,
烟酰胺等的复合维生素制剂中,叶酸的热降解反应在 323 K
以下为零级反应,在 323 K以上为一级反应 。
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