速率方程和速率常数的应用 DCEA

速率方程和速率常数的应用

速率常数的含义

• 速率常数（）是指在给定的温度下，反应物浓度均为时反应速率。
• 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。假设基元反应为，其速率方程可以表示为，其中就为反应速率常数或速率常数。
• 在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。但受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快，且不同的反应速率常数不同。

基元反应的速率方程

• 对于基元反应，反应速率方程可以直接按化学方程式的计量数写出。如对于基元反应：，速率方程可以写为：（为正反应的速率常数）；（为逆反应的速率常数）
• 基元反应的化学反应速率与反应物浓度及其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。
• 当反应达到平衡时，。

复杂反应的速率方程

• 许多化学反应不是基元反应，而是由多个基元反应完成的复杂反应。假设反应是由两个基元步骤完成的：

  第一步： 慢反应

  第二步： 快反应

  对于总反应来说，决定化学反应速率的是最慢的一个基元步骤，故对于该反应，第一个步骤决定了反应速率。故速率方程为，而不是。

反应级数

• 假设反应为基元反应，则反应级数与其反应物计量系数之和一致，为。

  该反应速率方程为，则反应级数为各浓度项幂次之和，为。

• 对于非基元反应，反应级数与其反应物计量系数之和有可能不一致，应通过速率方程求反应级数。

速率常数与化学平衡常数的关系

• 一定温度下，对于基元反应，达到平衡时，有：

  

  。

• 由平衡状态下，则

  ，有：

  上式K即为反应的平衡常数。