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第二章化学反应的一般原理 2.质量作用定律 基元反应的反应速率,与反应物浓度间有定量关系。 质量作用定律:在一定温度下,化学反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比,浓度的 幂改为反应方程式中相应的化学计量数 数学表达式:aA十bB一C(基元反应)U=kcc 2NO+O2→2NO2 u=kc2N0)·c(O2) 1) 反应级数:质量作用定律中的(a+b)称为反应级数,可为整数、分数或零 2) 速率常数k ①物理意义:k为当反应物浓度均为单位浓度时的反应速率。 ②k与浓度无关,是温度的函数,并与是否加入催化剂有关。 ③k的单位是可变的,与反应级数有关。 如:一级: v=kc mol.[ 二级:y=kC2 k=mol.L.s =L·mol1·s 依出类推 ④对于反应级数相同的反应, 在T,C相同时,k越大,越大 3)多相反应中,固体、纯液体或稀溶液中的水不写入质量作用定律表达式。因为它们 的浓度可视为不变。(密度不变,而稀溶液中水的消耗对其浓度影响较小),可作为常数并 入k。气体可用分压代替。 如:Cs+02(g)一→C02(g v=kcxO2)或U=kp(O2) C12H2O1(蔗糖)+HO CsH,0(葡萄鹅)+CaHO (果糖 =kc(C12H22O) 2Na 2H2O +H2↑ U=k零级反应 此时反应速率仅与反应物的接触面有关。 3、非基元反应速率方程式的确定 质量作用定律仅适用于基元反应,对于非基元反应不能由总反应式的系数写出反应级数 (a+b)a 如非基元反应:3HS0:十H03←→3HS04十HI 直接按系数写:U=kc3(H2SO3)·cHIO3)① 试验测 =kc(HSO3)·cHIO)② ① ②不同 最慢步骤为定速步骤,因此速率方程应根据定速步骤来写,则与实验相符。 注意: <1>不能确定为基元反应的不能直接根据反应式系数写指数,需要通过实验确定a、b 2>质量作用定律中指数恰好与反应式系数相同的反应,也不一定是基元反应(不能确 定) 非基元反应中a、b的确定第二章 化学反应的一般原理 19 2. 质量作用定律 基元反应的反应速率,与反应物浓度间有定量关系。 质量作用定律:在一定温度下,化学反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比,浓度的 幂改为反应方程式中相应的化学计量数。 数学表达式:aA+bB→C (基元反应) υ=k a A c( ) · b B c( ) 2NO+O2→2NO2 υ=kc2 (NO)·c (O2) 1) 反应级数:质量作用定律中的(a+b)称为反应级数,可为整数、分数或零。 2) 速率常数 k ① 物理意义:k 为当反应物浓度均为单位浓度时的反应速率。 ② k 与浓度无关,是温度的函数,并与是否加入催化剂有关。 ③ k 的单位是可变的,与反应级数有关。 如:一级:  = k ·c 1 1 1 − − −    = mol L mol L s k = s -1 二级:  = k ·c 2 2 2 1 1 − − −    = mol L mol L s k =L·mol-1·s -1 依此类推 ④ 对于反应级数相同的反应,在 T,C 相同时,k 越大,υ 越大。 3) 多相反应中,固体、纯液体或稀溶液中的水不写入质量作用定律表达式。因为它们 的浓度可视为不变。(∵密度不变,而稀溶液中水的消耗对其浓度影响较小),可作为常数并 入 k。气体可用分压代替。 如:C(s) + O2(g) —→ CO2(g) υ=k c x (O2)或 υ=k p x (O2) C12H22O11(蔗糖) + H2O —→ C6H12O6(葡萄糖) + C6H12O6(果糖) υ = k c x (C12H22O11) 2Na + 2H2O —→ 2NaOH + H2 ↑ υ = k 零级反应 此时反应速率仅与反应物的接触面有关。 3、 非基元反应速率方程式的确定 质量作用定律仅适用于基元反应,对于非基元反应不能由总反应式的系数写出反应级数 (a+b)。 如非基元反应:3H2SO3+HIO3 ⎯→ 3H2SO4+HI 直接按系数写:υ = k c 3(H2SO3)·c(HIO3) ① 试验测出: υ = k c(H2SO3)·c(HIO3) ② ①、②不同 最慢步骤为定速步骤,因此速率方程应根据定速步骤来写,则与实验相符。 注意: <1> 不能确定为基元反应的不能直接根据反应式系数写指数,需要通过实验确定 a、b <2> 质量作用定律中指数恰好与反应式系数相同的反应,也不一定是基元反应(不能确 定)。 非基元反应中 a、b 的确定
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