基元反应
所谓基元反应是指反应物分子一步直接转化为产物的反应。 如:NO2 + CO = NO + CO2
反应物NO2 分子和CO分子经过一次碰撞就转变成为产物NO分子和CO2。 基元反应是动力学研究中的最简单的反应,反应过程中没有任何中间产物。
又例如 H2 ( g ) + I2 ( g ) = 2 HI ( g )
实验上或理论上都证明,它并不是一步完成的基元反应,它的反应历程可能是如下两步基元反应:
① I2 =I + I (快)
② H2+ 2 I = 2 HI (慢)
化学反应的速率由反应速率慢的基元反应决定。
基元反应或复杂反应的基元步骤中发生反应所需要的微粒(分子、原子、离子)的数目一般称为反应的分子数。
单分子反应
SO2Cl2 的分解反应
SO2Cl2 = SO2 + Cl2
双分子反应
NO2 的分解反应
2 NO2 = 2 NO + O2
三分子反应
HI 的生成反应
H2 + 2 I = 2 HI
四分子或更多分子碰撞而发生的反应尚未发现。
反应机理的探讨
反应 2 NO + O2 = 2 NO2
实验得 r = kc(NO) 2c(O2)
设反应历程:
① 2 NO = N2O2 (快)
② N2O2 = 2 NO (快)
③ N2O2+ O2 = 2 NO2 (慢)
③是速控步骤, 其速率方程为
r = k3c(N2O2 ) c(O2)
因为有 r1 = r2
故有
k1 c(NO)2= k2c(N2O2 )
所以
c(N2O2 ) = (k1 / k2) c(NO) 2
可以推导出反应的总速率方程
r =kc(NO)2c(O2)

