1、第三章 反应速率与化学平衡化学热力学,讨论化学反应的可能性和化学反应进行的程度。但实际上反应能否发生,平衡状态要多长时间才能实现,是化学动力学研究的范畴。化学反应速率,是化学动力学的基础。过程的自发与否、反应进行程度的大小,和反应的快慢是截然不同的概念,看下面例子。这个反应自发趋势很大,平衡转化率极高。但常温常压下该反应的速率相当慢,实现平衡要相当长的时间。 rG mH2( g) + O2( g) H2O( l) = 237.1 kJmol 112这个反应自发趋势和平衡转化率均小于前面一例。所以热力学数据不能说明反应速率的大小。实际上,该反应速率相当快,实现平衡需要较短时间。2 NO2( g)
2、 N2O4( g) = 2.8 kJmol 1 rG m3. 1 反应速率概念化学反应有快有慢。木材的氧化,点燃则反应极快;而在潮湿空气中的氧化则很慢。的确有快慢之分。要表征这种快慢,则要有速率的概念。化学反应的速率,是以单位时间内浓度的改变量为基础来研究的。根据需要可以选取不同的时间单位,因而速率的单位可为对于极慢的过程,时间单位可以是天( d),甚至是年( a) 。 moldm 3s 1, moldm 3min 1,moldm 3h 1 等。测得不同时间参与反应的物质的浓度,是研究反应速率的基础。3. 1. 1 平均速率2 H2O2 2 H2O + O2研究下面反应t 2 H2O2 2 O2 2t 3 H2O2 3 O2 3t 1 H2O2 1 O2 1测得不同时刻的浓度数据2 H2O2 2 H2O + O2以 O2 浓度变化表示,则在 t1 到 t2 这段时间里的平均速率为:t 2 H2O2 2 O2 2 O2 2 O2 1t 2 t1 =O2 O2 21 t 21=t 1 H2O2 1 O2 12 H2O2 2 H2O + O2