化学反应速率及速率方程

此次讲解化学动力学反应速率、速率方程等知识,出题率较低,在物化中涉及较多,若出现在计算题中,仅是根据实验数据计算反应级数或计算半衰期之类。

1、反应速率:r

aA(aq)+bB(aq)=yY(aq)+zZ(aq)

定义式:

(负号是为了使反应速率保持正值)

单位:mol/L 时间(s、min.)

2、速率方程

aA(aq)+bB(aq)=yY(aq)+zZ(aq)

r =k*c(A)α*c(B)β

(1)反应级数

①α、β为反应级数,α≠a、β≠b

②反应级数可0、可正、可负;可整数、可分数

③α=1,对于A是一级反应;β=2,对于B是二级反应;总反应级数n=α+β

α、β通常可通过实验测得的,在考研中,某些简单的题会给你相关实验数据,通过推算和比较可得出反应级数。

(2)反应速率系数

①速率常数是温度的函数,同一反应,温度不同,速率常数将不同;

②K单位:浓度(1-n)时间(-1);

③不同的速率常数之比等于各物质的计量数之比。

3)基元反应

①a A  +  b B  ——  g G  +  h H

②质量作用定律: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。

3、反应物浓度与时间的关系

在无机中主要考查零级反应和一级反应,因此对于其他反应不在讲解。

(1)零级反应:

①C(A)= c(Ao)-k t

其中 c(A) 为t时刻的浓度, c(Ao)为初始浓度;

②零级反应速率与反应物浓度无关;

③当C(A)=1/2 c(Ao),零级反应半衰期与速率常数k和初始浓度c0有关。

(2)一级反应:

①微分方程:

②一级反应的半衰期与初始浓度无关

思 考

【例题】
蔗糖的水解反应C12H22O11 + H2O → C6H12O6 (葡萄糖)+ C6H12O6(果糖)是典型的一级反应,某温度下起始浓度 c0=0.5 mol/L的蔗糖溶液在稀盐酸催化下发生水解,已知速率常数 k=5.32* 10-3min-1,求:
①300 min 时,溶液中蔗糖的浓度;
②蔗糖水解一半所需的时间。
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