最后更新: 2025-10-28 17:09 查看: 9 次反馈能力测评会员8.2元/月赞助

化学反应的速率

根据化学反应方向的判据，我们可以判定确定条件下反应自发进行的方向。但是仍不能确定化学反应速率的大小，而化学反应只有达到一定的反应速率，才有实际意义。例如， NO 和 CO 是汽车尾气中的两种有毒气体，可发生反应： $2 \mathrm{NO}(\mathrm{g})+2 \mathrm{CO}(\mathrm{g})=\mathrm{N}_2(\mathrm{~g})+2 \mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ ，根据反应方向的判据，该反应在常温常压下可以自发进行，而且反应可以进行得很完全（ $K=2.5 \times 10^{60}$ ）。但该条件下的反应速率极慢，以至于反应几乎不发生，如果能设法提高该反应的反应速率，就可减弱汽车尾气对环境的污染。那么如何来衡量化学反应速率？人们又是如何通过改变反应条件来调控反应速率的呢？

## 化学反应速率

人们是用化学反应速率来定量地描述化学反应的快慢的。通常，化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示。例如，对于 $a \mathrm{~A}+b \mathrm{~B} \rightleftharpoons c \mathrm{C}+d \mathrm{D}$ 的反应，可以用生成物 D 的化学反应速率：$v(\mathrm{D})=\frac{\Delta c(\mathrm{D})}{\Delta t}$ ，或用反应物 A 的化学反应速率： $v(\mathrm{~A})=\frac{\Delta c(\mathrm{~A})}{\Delta t}$ 来表示，其中 $\Delta c$ 取正值。如果化学方程式中物质的反应系数不等，用不同物质的浓度变化表示的速率是不相等的，所以可统一将化学反应速率表示为：

$$
v=\frac{1}{a} \cdot \frac{\Delta c(\mathrm{~A})}{\Delta t}=\frac{1}{b} \cdot \frac{\Delta c(\mathrm{~B})}{\Delta t}=\frac{1}{c} \cdot \frac{\Delta c(\mathrm{C})}{\Delta t}=\frac{1}{d} \cdot \frac{\Delta c(\mathrm{D})}{\Delta t}
$$

必须指出，这里的化学反应速率实际上是反应在Δt内的平均速率，因为化学反应往往都不是匀速进行，所以在不同的时间段，反应的平均速率不同。
一定条件下的化学反应速率常常是通过实验得到的。测量化学反应速率时，关键是测量一定时间间隔内，反应体系中某一种物质的浓度变化。物质浓度的测量方法可采用化学法或物理法。化学法测量物质浓度时，需中止反应或将化学反应速率减至最小，这样不便操作。常用的物理

法则是基于测量与物质浓度相关的一些物理性质（如压强、体积、吸光度等）的变化，然后间接计算出浓度变化和化学反应速率。例如，可以用量气法测定一定温度和压强下，有气体参与的反应中某一气体的体积随时间的变化；也可以用分光光度法测定反应体系中，某一有色物质在特定波长下的吸光度随时间的变化等。

## 影响化学反应速率的因素

化学反应的速率千差万别，有些进行得极其缓慢，要几百年甚至几千年才能完成；有些则一触即发，瞬间完成，更多的反应则是介于这两者之间。

研究表明，绝大多数化学反应并不是一步完成的，而是分几步完成的。例如， $\mathrm{H}_2(\mathrm{~g})+\ma

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