3.1 反应速率的概念

单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加可用来表示化学反应速率。常用的反应速率的单位是mol·dm^-3·s^-l，mol·dm^-3·min^-1或mol·dm^-3·h^-1。

3.1.1 平均速率

对于反应

aA=bB

若t₁→t₂时间内用反应物A浓度的减少表示平均速率，则平均速率r-A为

式中，[A]1为物质A在时间t1时的物质的量浓度；[A]2为物质A在时间t2时的物质的量浓度。前面加“-”号以使反应速率为正值。

在同一时间间隔里，反应速率也可以用生成物B浓度的改变来表示

用反应式中不同物质表示的反应速率的数值可能不相等，但由于表示的是同一个反应的速率，彼此间应该存在着一定关系，且这种关系与化学计量数有关。

由于

等式两侧同时除以△t，得

于是有

因此，用不同物质表示的反应速率与该物质在反应式中的化学计量数成正比。

反应的平均速率是某一时间区间内反应速率的平均结果，时间的区间越大，平均速率与某一时刻的反应速率差别就越大。

3.1.2 瞬时速率

通常把某一时刻的化学反应速率称为反应的瞬时速率。

利用实验数据，以反应时间/为横坐标，生成物的浓度为纵坐标，可得到生成物浓度对反应时间的曲线，如图3-1(a)所示。

通过曲线在t₁时刻和t₂时刻的两点作曲线的割线，则割线的斜率表示在t₁～t₂时间区间内反应的平均速率，如图3-1(b)所示。显然，t₁～t₂时间间隔越小，割线的斜率越逼近曲线的切线的斜率。如图3-1(c)所示，当时间间隔趋近于0时，割线l的斜率近似等于t0时刻切线l0的斜率，则该切线的斜率即为反应在t0时刻的瞬时速率。

图3-1 平均速率与瞬时速率的关系

反应的瞬时速率是平均速率的极限，用数学方法表示为

这种极限形式，可用微分式表示为

也可用反应物浓度变化表示瞬时速率，其微分式为

在同一时刻，用不同物质的浓度的改变表示反应的瞬时速率，其数值不相同。同样，瞬时速率与物质在反应式中的化学计量数成正比。

在所有时刻的瞬时速率中，初速率(起始速率)r₀最重要，在研究反应速率与浓度的关系时，经常用到初速率。

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文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

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