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2011化工工程师考试：无机化学 学习方案汇总

三 影响反应速率的因素

(一)浓度对反应速率的影响

质量作用定律

大量实验证明，在一定温度下，增大反应物的浓度，大都使反应速率加快。这个事实可以用碰撞理论进行解释。一定温度下，对某一反应，反应物中活化分子的百分数是一定的。但当增大反应物浓度时，会使单位体积内活化分子的总数增多，这样，使单位时间内反应物分子发生有效碰撞的机会增多，从而使反应速率加快。

反应速率和反应物浓度间的定量关系为：化学反应速率与反应物的物质的量浓度成正比。这个规律称为质量作用定律(law of mass action)。注意：质量作用定律仅适合于元反应。

对于元反应　aA+bB = dD+eE

V∝Ca(A)·Cb(B)

V=k Ca(A)·Cb(B) (3-4)

质量作用定律可表述为：在一定温度下，元反应的化学反应速率与反应物浓度幂次方(以化学反应式中相应的系数作指数)的乘积成正比。

质量作用定律数学表达式(3-4)又叫做反应速率方程。式中的比例常数k叫做速率常数(rate constant)。

k的物理意义是：①k在数值上相当于各反应物浓度都是1mol·L-1时的反应速率;②在相同条件下，k愈大，反应的速率愈快;对于不同的化学反应，k值也不相同;③对同一个化学反应，k值与反应物的本性及温度等有关，而与反应物的浓度无关。k值一般通过实验测定。

书写反应速率方程式时应注意以下几点：

1.质量作用定律仅适用于基元反应。如果不知道某个反应是否为基元反应，那就只能由实验来确定反应速率方程式，而不能由通常的总反应式直接书写速率方程式。

2.纯固态或纯液态反应物的浓度不写入速率方程式。因为纯物质的浓度可看作是常数.

反应级数

所谓反应级数(order of reaction)，即是反应速率方程中各反应物浓度方次之和。

书写质量作用定律数学表达式时，只有元反应的质量作用定律表示式中反应物浓度的指数与反应方程式中计量系数一致，而对许多反应两者并不一致，对一般的化学反应

aA十bB → cC 十 dD

a、b表示A、B在反应方程式中的计量系数，其速率方程可表示为：

V=kCm(A)·Cn(B)

式中C(A)、C(B)分别表示A、B的浓度。m、n分别表示速率方程中C(A)和C(B)的指数。由速率方程可见，其指数不一定是化学方程式中的计量系数。m、n分别称为反应物A和B的反应级数，两者之和m十n称为该反应的总级数。反应级数一般都是指反应总级数而言。

反应级数的确定，与质量作用定律表示式的书写一样，不能由配平的方程式直接书写，而应通过实验确定。

反应级数与反应分子数是两个不同的概念。反应分子数是参加基元反应的分子数目，其值只能是正整数。反应级数是由实验确定的速率方程中各反应物浓度方次之和。反应级数可以是整数，也可以是分数或零。

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