第一节 化学反应速率及其表示方法

化学反应速率(rate of a chemical reaction)用于衡量化学反应进行的快慢,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。对绝大多数反应而言,反应速率随着反应的进行而不断改变,因而反应速率又分为平均速率和瞬时速率。
平均速率(average rate)是指在一段时间间隔内,反应物或生成物浓度的变化量随时间的变化率,用 v表示。

式中,Δ c为相应时间间隔Δ t内浓度的变化量。为了保证速率为正值,以生成物浓度增加的量表示反应速率时取正号,以反应物浓度减少的量表示反应速率时取负号。浓度单位常以mol·L -1表示,时间单位则根据反应的快慢用s、min或h等表示。因此,反应速率的单位可以是 mol·L -1·s -1、mol·L -1·min -1或 mol·L -1·h -1等。
对于反应 aA+ bB= dD+ eE,用不同物质表示的平均速率之间有以下关系:

瞬时速率(instantaneous rate)是指时间间隔Δ t趋近于零时平均速率的极限值,用 v表示。

式中,d c表示在d t瞬间内反应物或生成物浓度的变化量。
瞬时速率可通过作图法求得。例如在一定条件下,H 2O 2分解反应为:

选择不同反应时间测定反应体系中H 2O 2的浓度,数据见表3-1。
表3-1 反应不同时间后H 2O 2的浓度
以H 2O 2浓度 c为纵坐标,反应时间 t为横坐标,绘制 ct曲线,得图3-1。
图3-1 H 2O 2浓度与时间的关系
过曲线上任意一点a做切线,其斜率为 ,曲线上任意一点斜率的负值,就等于该点所对应时刻的反应速率。
问题与思考
化学反应速率的表达方式有几种?分别如何表示?