当前课程知识点：大学化学 > 第八章 化学动力学基础 > 8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二） > Video
同学们好
这一节我们继续讨论
化学反应的
速率方程的建立问题
这一节当中
我们将和大家讨论一个
新的话题
也就是
对于基元反应来讲
它的反应速率
有什么特殊的表达方式
这当中就是我们要探讨的
质量作用定律
所谓的质量作用定律呢
是指在一定温度下
基元反应的
化学反应速率
与各反应物浓度的
幂的乘积成正比
怎么理解这个式子呢
这也就是对于我们
这样一个典型的化学反应来讲
如果用质量作用定律来表达
它的反应的速率变化的话
我们会发现
在恒容条件下的
这样的一个反应速率υ呢
与反应的速率常数
和反应物的浓度的
幂次方的乘积成正比
它们之间的比例关系
系数就是我们的
反应的速率常数
这当中速率常数
既表示了反应的快慢程度
同时也表达了
浓度的幂次方的乘积
与反应速率之间的
比例关系
同时
同学们还需要注意的是
在这里我们a+b
所代表的反应的总的级数呢
和我们前面的x+y相对照
同学们不难发现
此时x恰恰就等于什么呢
我们的反应物a的
化学计量比的系数
y呢也恰巧就等于
我们的反应物
b的化学计量比的系数
在速率方程当中
浓度项的指数的总和呢
是代表了反应的总的级数
它对于我们确定
反应的速率方程的量纲
有着重要的影响
如果当我们反应物的浓度
都等于1mol·L-1的时候
这时候一个非常简洁的
数学方程就出现了
就是我们的反应速率呢
正好等于反应速率常数
同样
质量作用定律呢
也可以同时用分压的变化
来加以表述
那么在这种情况下
我们相应的速率常数
以及我们的分压
和其幂指数呢
它的变化规律呢
和我们前面用浓度
来表示反应速率时
有相同的变化方式
要提醒大家注意的是
反应速率常数
与温度、催化剂有关
与浓度、分压无关
量纲与反应级数有关
所以在基元反应当中
我们一定要注意反应物的
化学剂量比的系数
特别要注意
化学剂量比系数的总和
代表的化学反应的总的级数
同时
同学们更加要引起注意的是
质量作用定律呢
仅适用于基元反应
在部分反应当中
虽然人们测定了反应的级数
与计量比系数碰巧是一致的
但是
由于反应是分步的
而不是一步完成的
即使在那样的情况下
所表达的反应速率与浓度
和分压之间的关系呢
也不代表作用定律当中
所描述的这样的基元反应的
反应速率的数学关系
这一点
希望同学们在学习当中呢
加以注意
下面我们来依照反应速率的
表达方式
来对具体的反应呢
加以分析
比如
H2NNO2在中性的水溶液当中的
分解反应
我们会发现
通过这样的一个反应呢
我们用H2NNO2的这样的
一个浓度的变化
来表示我们反应的反应速率
这时候就可以表示成
相应的反应速率常数
和浓度它的乘积
由于
H2NNO2的化学计量比系数呢是1
所以它的幂次方呢也是1
所以这样的反应
显然是一个1级的反应
接下来我们来看
NO2的分解反应
在这样的一个分解反应当中
我们发现
两个NO2分子呢
会分解成2个NO
和1个O2分子
我们同样用
反应物的浓度的变化
或分压的变化来表示
我们的反应速率的变化
我们这时候发现
对于气相反应物来讲
用分压来描述的
这样的反应速率呢
可以写成这样的一个
数学表达式
由于反应物NO2
它的化学计量比系数是2
所以
这时候分压的幂次方
要取平方的关系
那么对于有两个气体参与的
这样的一个反应来讲
这时候我们还是同样
用分压来表述
反应的速率的变化
由于两个物质
它们的化学计量比系数
都是1
所以分压的幂次方呢都取1
这时候反应总的级数呢
还是2
但是我们的每一个分压
它的幂指数却都是1
我们对于乙酸乙酯的
在碱性条件下的
这样一个水解反应
我们可以发现
在这样的一个过程当中
用反应物
它的浓度的变化来表述
整个反应的反应速率的话
我们依然依照相应的规矩
写出它的
反应速率的表达式
首先是反应的速率常数
以及相应的乙酸乙酯
和我们的OH-的浓度
两者之间的幂次方的乘积
对比刚才的气相反应
在液相当中的反应
两个反应物的
它的化学计量比系数
同样也是1
因此在这里浓度的幂次方呢
也是1
但总的反应
却是一个二级的反应
有了这样的一个练习以后呢
同学们就可以
参照这样的一个事例
对于不同的反应
根据它们反应过程当中的
浓度或分压的变化
写出相应的
反应速率的数学表达式
要提醒大家注意的是
反应速率常数
是我们给定的温度下的
实际测定的
反应速率常数
当温度变化时呢
这样的反应速率常数
也会随之发生相应的变化
同时
如果注明反应当中
有催化剂的影响的时候
同学们还要考虑
催化剂
对于反应速率常数的影响
研究了基元反应
我们还可以对照一下
非基元反应
也就是复杂反应
它的反应过程
比如
我们以N2O5的
分解为例
来讨论一下
这样一个分步的
非基元反应
第一步在反应过程当中
N2O5首先分解为
NO3和NO2
这步的反应过程
是比较缓慢的
而第二步呢
NO3又进一步分解成
NO2和O2
而这一步的分解过程呢
是比较快的
依据我们前边
对于复杂反应的
它的反应速率的
控制步骤的描述
那么对于这样一个
复杂的非基元反应来讲
这两步反应当中
显然总的反应步骤的
反应速率呢
应该受比较慢的这部分的
反应速率的控制
而不是受反应快的
这一步的反应速率的控制
所以写出来我们这样的
复杂反应的
反应速率的表达式呢
就应该是υ与速率常数
和N2O5分压的
一次方成正比
而这样的一个
速率表达方式呢
是与我们的第一步反应呢
相契合的
如果我们忽略了复杂反应
与基元反应之间的差异
而简单的去套用
质量作用定律
对于基元反应当中的
反应速率的描述的话
或许同学们就会写出
这样的一个反应式
而这样的反应式呢
由于
我们的N2O5分解呢
不是一个基元反应
所以这样的一个表达式
就是不正确的
而正确的
复杂反应的表达式呢
应该依照分步反应当中的
控制步骤的反应速率
来描述总的反应的
反应的进程
同时
对于许多的复杂反应来讲
有的时候
我们通过实验测定的速率常数
虽然与我们的
化学计量比系数相一致
但是也并不代表质量作用定律呢
就能够适用于
复杂反应的
反应速率的描述
比如说在这张表当中
我们对于H2和Cl2的反应
它们生成HCl
这样的一个反应速率方程
当中的测定
人们就发现
这样反应速率呢
实际上是与反应物的
H2的浓度的一次方
还有Cl2浓度的1/2次方
成正比的这样一个关系
所以反应的总的级数呢
是1.5级
而相类似的
当H2与I2发生化学反应
生成HI的时候
虽然人们测定了
这个反应的速率
与浓度相互之间的正比关系
分别是H2的浓度的一次方
和I2的浓度的一次方
而这时候
我们反应方程式当中的
H2和I2呢
又碰巧完全的
化学计量比系数
是1：1的相对应的关系
这并不代表I2和H2的反应
是一个基元反应
而是否基元反应呢
要决定于我们在实验当中
是不是测到了
反应有中间的步骤
或者有中间的过程
所以反应的级数与
化学计量比之间的关系
并不代表
反应它的本质的性质
反应到底是基元反应
还是非基元反应呢
是决定于我们反应测定
有没有中间过程
这样一个重要的实验依据
同时
在我们实际的化学反应当中
还经常遇到
这样的一类特殊的反应
这类反应主要是针对一些
带有催化特性的
这样一些反应过程
在反应过程当中
反应的速率常数呢
往往就代表了反应的速率
而这样的反应呢
我们通常称为零级反应
零级反应
是化学反应当中的一个特例
有关这个特例呢
在下一节当中
我会与大家进行详细的讨论
通过前面的讨论
希望同学们能够了解
质量作用定律呢
仅适用于基元反应
而对于复杂反应而言
它的反应速率的表示方式
有的时候是和我们用
质量作用定律描述基元反应
是完全类似的
比如
像这里的H2和I2的反应
但是
这并不代表着
H2和I2的反应就是
我们质量作用定律当中
描述的基元反应
一个反应到底是复杂反应
还是基元反应呢
这样的结论
只能通过我们的实验
才能够最终的确定
而不可以通过
我们简单的判断
反应的级数
和化学计量比
系数之间的关系
而得到这样的结论
所以这样的原则的掌握呢
同学们在后续的需要当中
要通过不断的练习
加以深化和理解
同时要牢牢的把握的是
不管是基元反应
还是非基元反应
最后它们的速率方程
都需要通过实验测定
实验测定
如果中间没有额外的
反应步骤
由反应物直接就能获得产物
那么这时候
我们可以用质量作用定律呢
来描述基元反应的速率方程
除此之外
所有的非基元反应
都需要通过实验一 一测定
反应的速率控制步骤
然后才能依此来确定
反应速率方程的类型
有关这一节的内容
我们就跟大家介绍到这
-1.1 不一样的大学化学
--Video
-1.2 化学体系的建立
--Video
-1.3 应该了解的化学
--Video
-1.4 课程学习的必要准备
--Video
-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液晶
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
--Video
-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
--Video
-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
--Video
-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
--Video
-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
--Video
-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
--Video
-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
--Video
-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
--Video
-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
--Video
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
--Video
-4.1 离子键理论—离子键价键构型
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-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
--Video
-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
--Video
-4.2 共价键理论—现代价键理论
--Video
-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
--Video
-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
--Video
-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
--Video
-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
--Video
-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
--Video
-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
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-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
--Video
-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
