化學(xué)反應(yīng)速率 (6)

1、關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率 (6)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共67頁C6H12O6(s) + 6O2(g)6CO2(g) + 6H2O(l)rGm yy(298.15K)=-2879 kJmol-1CO(g) + NO(g) CO2(g) + 1/2N2(g)rGm yy(298.15K)=-334 kJmol-1K yyp (298.15K) =1.91060現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共67頁(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ; rGm yy(298.15K)=-237.13 kJmol-1(2)NO (g) + 1/2O2(g)=NO2 (g) ; rGm yy(298.15K)=-35.25

2、kJmol-1研究化學(xué)反應(yīng)速率及反應(yīng)機(jī)理的科學(xué)稱為研究化學(xué)反應(yīng)速率及反應(yīng)機(jī)理的科學(xué)稱為化學(xué)動(dòng)力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁，共67頁第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法一、轉(zhuǎn)化速率一、轉(zhuǎn)化速率二、反應(yīng)速率二、反應(yīng)速率三、消耗速率和生成速率三、消耗速率和生成速率現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共67頁一、轉(zhuǎn)化速率一、轉(zhuǎn)化速率 轉(zhuǎn)化速率定義為：轉(zhuǎn)化速率定義為： BBdd1ddntvt=.defddt.根據(jù)反應(yīng)進(jìn)度的定義有：根據(jù)反應(yīng)進(jìn)度的定義有： 轉(zhuǎn)化速率轉(zhuǎn)化速率等于反應(yīng)物或產(chǎn)物的物質(zhì)的量隨時(shí)間等于反應(yīng)物或產(chǎn)物的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化率除以其化學(xué)計(jì)量數(shù)。的變化率除以其化學(xué)計(jì)量數(shù)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)

3、的是第五頁，共67頁 轉(zhuǎn)化速率與轉(zhuǎn)化速率與 B B 的選擇無關(guān)的選擇無關(guān) 與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)。與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)。 SISI單位：?jiǎn)挝唬簃olmol s s-1-1 BBdd1ddntvt=.現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共67頁二、反應(yīng)速率二、反應(yīng)速率 對(duì)于等容反應(yīng)對(duì)于等容反應(yīng), ,通常用單位體積內(nèi)的轉(zhuǎn)化速率描述通常用單位體積內(nèi)的轉(zhuǎn)化速率描述化學(xué)反應(yīng)的快慢，并稱之為化學(xué)反應(yīng)的快慢，并稱之為反應(yīng)速率反應(yīng)速率。 BBBB1 d(/)1 dddnVcVvtvtv的單位：的單位：mol m-3 s-1 習(xí)慣用習(xí)慣用mol L-1 s-1現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁，共67頁A(aq)+ B(aq)Y(a

4、q)+ Z(aq)abyz ABYZ1 d1 d1 d1 d=ddddccccatbtytzt v 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)：對(duì)于化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)速率可表示為：反應(yīng)速率可表示為：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共67頁BB1 ddpvtv對(duì)于氣相反應(yīng)，常用氣體的分壓力代替濃度：對(duì)于氣相反應(yīng)，常用氣體的分壓力代替濃度： 例如：例如：N2O5(g) N2O4(g)+1/ 2O2(g)反應(yīng)速率：反應(yīng)速率：tptptpd)O(d2d)ON(dd)ON(d24252現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共67頁三、消耗速率和生成速率 消耗速率定義為反應(yīng)物 A 的濃度隨時(shí)間的變化率的相反數(shù)： 生成速率定義為生成物 Z 的濃度隨時(shí)間的變化率： 反應(yīng)速

5、率、消耗速率與生成速率的關(guān)系為： AddctvdefAZAZ=vvvvvZZddctvdefA現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共67頁第二節(jié)第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介化學(xué)反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介一、碰撞理論一、碰撞理論二、過渡狀態(tài)理論二、過渡狀態(tài)理論現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁，共67頁一、碰撞理論（一、碰撞理論（ collision theory ） 1918年，美國化學(xué)家年，美國化學(xué)家Lewis運(yùn)用氣體分子運(yùn)動(dòng)理運(yùn)用氣體分子運(yùn)動(dòng)理論的研究成果，提出了碰撞理論。論的研究成果，提出了碰撞理論。碰撞理論認(rèn)為：碰撞理論認(rèn)為： 化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是原子的重新組合，化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是原子的重新組合，反應(yīng)物分子反應(yīng)物分子相互碰撞相互碰

6、撞舊鍵斷裂舊鍵斷裂新鍵形成新鍵形成產(chǎn)物分子產(chǎn)物分子現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁，共67頁反應(yīng)物分子間的碰撞頻率反應(yīng)物分子間的碰撞頻率反應(yīng)的活化能反應(yīng)的活化能碰撞時(shí)分子的空間取向。碰撞時(shí)分子的空間取向。影響化學(xué)反應(yīng)速率的幾個(gè)方面影響化學(xué)反應(yīng)速率的幾個(gè)方面現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共67頁 能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞有效碰撞。發(fā)生有效碰撞的條件：發(fā)生有效碰撞的條件： （1）足夠的能量）足夠的能量 （2）取向必須適當(dāng)。）取向必須適當(dāng)。有效碰撞有效碰撞(effective collision )：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁，共67頁無效碰撞：無效碰撞：不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為不能發(fā)生

7、化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為無效碰撞無效碰撞。 在反應(yīng)物分子的無數(shù)次碰撞中，只有極少數(shù)的碰在反應(yīng)物分子的無數(shù)次碰撞中，只有極少數(shù)的碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。例如：例如：273.15K，101.3kPa時(shí)，時(shí)，氣體分子間的碰撞：氣體分子間的碰撞：1032L-1s-1 相應(yīng)的反應(yīng)速率約為：相應(yīng)的反應(yīng)速率約為：108mol L-1s-1 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁，共67頁分子的分子的 “有效有效”碰撞與碰撞與 “無效無效”碰撞碰撞現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁，共67頁* 能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱為能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子活化分子。* 它比普通分子具有更高的能量。它比普通分子具有更高的能量。* 活

8、化分子一般只占極少數(shù)，它具有的最低能量為活化分子一般只占極少數(shù)，它具有的最低能量為Ec 。活化分子活化分子(activated molecular )現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁，共67頁 活化能活化能(activation energy ) 通常把活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子的通常把活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子的平均能量之差稱為平均能量之差稱為反應(yīng)的活化能反應(yīng)的活化能。符號(hào)：符號(hào)： Ea單位：?jiǎn)挝唬簁Jmol-1 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁，共67頁氣體分子的能量分布和活化能氣體分子的能量分布和活化能Ea現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁，共67頁反應(yīng)的活化能反應(yīng)的活化能大大小小活化分子分?jǐn)?shù)活化分子分?jǐn)?shù)小小

9、大大活化分子數(shù)活化分子數(shù)少少多多有效碰撞次數(shù)有效碰撞次數(shù)少少多多化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率慢慢快快溫度一定時(shí)溫度一定時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)活化能的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)活化能的關(guān)系現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁，共67頁 Ea 400kJ mol-1 速率極慢速率極慢活化能是決定反應(yīng)速率的內(nèi)因活化能是決定反應(yīng)速率的內(nèi)因一般化學(xué)反應(yīng)：一般化學(xué)反應(yīng)：50kJ mol-1 Ea 250kJ mol-1現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁，共67頁碰撞時(shí)分子的空間取向碰撞時(shí)分子的空間取向?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率的影響對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁，共67頁第三節(jié)第三節(jié) 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響一、元反應(yīng)

10、和復(fù)合反應(yīng)一、元反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)二、質(zhì)量作用定律二、質(zhì)量作用定律三、反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)分子數(shù)三、反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)分子數(shù)四、簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)四、簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁，共67頁 反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理(reaction mechanism )： 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)所經(jīng)過的具體途徑?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)所經(jīng)過的具體途徑。 根據(jù)反應(yīng)機(jī)理的不同，將化學(xué)反應(yīng)分為根據(jù)反應(yīng)機(jī)理的不同，將化學(xué)反應(yīng)分為元反應(yīng)元反應(yīng)（基元反應(yīng)）和（基元反應(yīng)）和復(fù)合反應(yīng)復(fù)合反應(yīng)兩大類。兩大類?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁，共67頁一、元反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)一、元反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)元反應(yīng)元反應(yīng)(elementary reaction )： 反應(yīng)物的微粒間直接碰撞而

11、一步實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)物的微粒間直接碰撞而一步實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)。 如：乙酸乙酯的水解如：乙酸乙酯的水解 CH3COOC2H5 +H2O CH3COOH+C2H5OH現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁，共67頁實(shí)際步驟實(shí)際步驟: :經(jīng)過若干個(gè)元反應(yīng)才能完成的反應(yīng)。經(jīng)過若干個(gè)元反應(yīng)才能完成的反應(yīng)。例如：例如： H H2 2 +I +I2 2 2HI2HI H H2 2 +2I 2HI +2I 2HI （慢反應(yīng)）（慢反應(yīng)） （速率控制步驟）（速率控制步驟）I I2 2 2I 2I （快反應(yīng)）（快反應(yīng)）復(fù)合反應(yīng)：復(fù)合反應(yīng)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁，共67頁二、質(zhì)量作用定律（二、質(zhì)量作用定律（mass action

12、law）: 在一定溫度下，在一定溫度下，元反應(yīng)元反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其化學(xué)計(jì)量數(shù)的絕對(duì)值為指數(shù)的冪的乘積成正比。度以其化學(xué)計(jì)量數(shù)的絕對(duì)值為指數(shù)的冪的乘積成正比。1876年，由挪威化學(xué)家年，由挪威化學(xué)家Guldberg和和Waage提出提出 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁，共67頁對(duì)于元反應(yīng)：對(duì)于元反應(yīng)：A(aq)+ B(aq)Y(aq)+ Z(aq)abyz ABabk ccv 表明反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的表明反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為速率方程速率方程。速率方程：速率方程：根據(jù)質(zhì)量作用定律，其速率方程為：根據(jù)質(zhì)量作用定律，其速率

13、方程為：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十八頁，共67頁速率系數(shù)速率系數(shù) k 的意義：的意義：k 越大，反應(yīng)速率越快；越大，反應(yīng)速率越快；k 由反應(yīng)本性決定，與活化能、溫度及催化劑由反應(yīng)本性決定，與活化能、溫度及催化劑有關(guān)，有關(guān)，與濃度無關(guān)與濃度無關(guān)；k 的單位根據(jù)反應(yīng)級(jí)數(shù)而變化；的單位根據(jù)反應(yīng)級(jí)數(shù)而變化； 在數(shù)值上等于單位濃度（如在數(shù)值上等于單位濃度（如1 molL-1 ）時(shí)的反應(yīng)速率。時(shí)的反應(yīng)速率。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十九頁，共67頁 復(fù)合反應(yīng)的速率方程復(fù)合反應(yīng)的速率方程: 例如，復(fù)合反應(yīng)例如，復(fù)合反應(yīng):242243C H Br +3KIC H +2KBr+KI 24224C H Br +KIC H +KBr

14、+I+Br KI+BrI+KBr 3KI+2IKI （慢反應(yīng)）（慢反應(yīng)） （快反應(yīng)）（快反應(yīng)）（快反應(yīng)）（快反應(yīng)） 分成如下三步進(jìn)行：分成如下三步進(jìn)行：該復(fù)合反應(yīng)的速率方程為：該復(fù)合反應(yīng)的速率方程為：242(C H Br )(KI)k ccv例題例題現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十頁，共67頁 例例4-1 在在 298.15 K 時(shí)，發(fā)生下列反應(yīng)時(shí)，發(fā)生下列反應(yīng)（不要求掌握計(jì)算不要求掌握計(jì)算） A(aq)+ B(aq)Z(aq)ab 實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)編號(hào) cA/molL-1 cB/molL-1 / molL-1 s-1 1 1.0 1.0 1.210-2 2 2.0 1.0 2.410-2 3 4.0 1.0

15、4.910-2 4 1.0 2.0 4.810-2 5 1.0 4.0 0.19試確定該反應(yīng)的速率方程，并計(jì)算速率系數(shù)。試確定該反應(yīng)的速率方程，并計(jì)算速率系數(shù)。將不同濃度的將不同濃度的 A，B 兩種溶液混合，得到下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：兩種溶液混合，得到下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十一頁，共67頁解：設(shè)該反應(yīng)的速率方程為：解：設(shè)該反應(yīng)的速率方程為：ABk ccv將實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn) 1 和實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn) 2 的數(shù)據(jù)分別代入速率方程得：的數(shù)據(jù)分別代入速率方程得：211111.2 10 mol Ls =(1.0mol L )(1.0mol L )k211112.4 10 mol Ls =(2.0mol L )(1.0

16、mol L )k以上兩式相除得：以上兩式相除得： 1現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十二頁，共67頁將任一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入上式，可求出速率系數(shù)。將任一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入上式，可求出速率系數(shù)。 k k1.21.21010-2-2 L L2 2molmol-2-2s s-1-1 將實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn) 1 1 和實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn) 4 4 的數(shù)據(jù)分別代入速率方程得：的數(shù)據(jù)分別代入速率方程得：21111211111.2 10 mol Ls =(1.0mol L )(1.0mol L )4.8 10 mol Ls =(1.0mol L )(2.0mol L )kkABk ccv以上兩式相除得：以上兩式相除得： 2 2該反應(yīng)的速率方程為：該反

17、應(yīng)的速率方程為：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十三頁，共67頁三、反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)分子數(shù)三、反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)分子數(shù) （一）反應(yīng)級(jí)數(shù)（一）反應(yīng)級(jí)數(shù)（ reaction order ）。）。 反應(yīng)速率方程中反應(yīng)物濃度項(xiàng)的指數(shù)之和稱為反應(yīng)速率方程中反應(yīng)物濃度項(xiàng)的指數(shù)之和稱為反應(yīng)反應(yīng)級(jí)數(shù)級(jí)數(shù)。若實(shí)驗(yàn)測(cè)得速率方程為：若實(shí)驗(yàn)測(cè)得速率方程為：v = k cA cB反應(yīng)級(jí)數(shù)為：反應(yīng)級(jí)數(shù)為： ：反應(yīng)物：反應(yīng)物A的分級(jí)數(shù)的分級(jí)數(shù) ：反應(yīng)物：反應(yīng)物B的分級(jí)數(shù)的分級(jí)數(shù)A(aq)+ B(aq)Y(aq)+ Z(aq)abyz 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十四頁，共67頁u反應(yīng)級(jí)數(shù)反映了反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響程度。反應(yīng)反應(yīng)級(jí)數(shù)反映了反應(yīng)物濃度對(duì)反

18、應(yīng)速率的影響程度。反應(yīng)級(jí)數(shù)越大，反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響就越大。級(jí)數(shù)越大，反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響就越大。u元反應(yīng)都具有簡(jiǎn)單的級(jí)數(shù)，而復(fù)合反應(yīng)的級(jí)數(shù)可以是整元反應(yīng)都具有簡(jiǎn)單的級(jí)數(shù)，而復(fù)合反應(yīng)的級(jí)數(shù)可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)。數(shù)或分?jǐn)?shù)。u反應(yīng)級(jí)數(shù)通常是利用實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。反應(yīng)級(jí)數(shù)通常是利用實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。u有些反應(yīng)的速率方程很復(fù)雜，不能確定其反應(yīng)級(jí)數(shù)。有些反應(yīng)的速率方程很復(fù)雜，不能確定其反應(yīng)級(jí)數(shù)。關(guān)于關(guān)于反應(yīng)級(jí)數(shù)：反應(yīng)級(jí)數(shù)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十五頁，共67頁 （二）反應(yīng)分子數(shù)（二）反應(yīng)分子數(shù) 反應(yīng)分子數(shù)是指元反應(yīng)中參加反應(yīng)的微粒反應(yīng)分子數(shù)是指元反應(yīng)中參加反應(yīng)的微粒（分子、原子、離子、自由基等）的數(shù)目。（分子、原

19、子、離子、自由基等）的數(shù)目?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十六頁，共67頁（1）單分子反應(yīng)）單分子反應(yīng)例如：例如： CH3COCH3 C2H4 + CO + H2O（2）雙分子反應(yīng)）雙分子反應(yīng)例如：例如： CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O （3）三分子反應(yīng)）三分子反應(yīng)例如：例如： H2（g）+2I（g）2HI（g） 根據(jù)反應(yīng)分子數(shù)，元反應(yīng)可分為：根據(jù)反應(yīng)分子數(shù)，元反應(yīng)可分為：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十七頁，共67頁在元反應(yīng)中，反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)分子數(shù)通常是一致的在元反應(yīng)中，反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)分子數(shù)通常是一致的反應(yīng)級(jí)數(shù)與反應(yīng)分子數(shù)的區(qū)別：反應(yīng)級(jí)數(shù)與反應(yīng)分子數(shù)的區(qū)別：定義定義意義意義取值取值反

20、應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù)速率方程中濃度項(xiàng)的速率方程中濃度項(xiàng)的指數(shù)之和指數(shù)之和體現(xiàn)了反應(yīng)物濃度對(duì)體現(xiàn)了反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響反應(yīng)速率的影響整數(shù)、分?jǐn)?shù)整數(shù)、分?jǐn)?shù)或零，負(fù)數(shù)或零，負(fù)數(shù)反應(yīng)分子數(shù)反應(yīng)分子數(shù)參加反應(yīng)的微粒數(shù)目參加反應(yīng)的微粒數(shù)目對(duì)元反應(yīng)而言的，由對(duì)元反應(yīng)而言的，由反應(yīng)機(jī)理所決定反應(yīng)機(jī)理所決定1 1，2 2，3 3現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十八頁，共67頁四、簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)四、簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng) (一一) 一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)（ first order reaction ） 對(duì)單向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)：對(duì)單向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)：aA + bB yY + zZ一級(jí)反應(yīng)的消耗速率方程為：一級(jí)反應(yīng)的消耗速率方程為：AAAAddck c

21、t v現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十九頁，共67頁A,0AAlnck tc上式分離變量積分得：上式分離變量積分得：AAA,0lnlnck tc 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十頁，共67頁 反應(yīng)物濃度由反應(yīng)物濃度由cA,o降低到降低到cA,o/2（即反應(yīng)物濃度消耗（即反應(yīng)物濃度消耗一半）時(shí)所需的時(shí)間稱為反應(yīng)的半衰期，用一半）時(shí)所需的時(shí)間稱為反應(yīng)的半衰期，用T1/2表表示。示。 一級(jí)反應(yīng)的半衰期為：一級(jí)反應(yīng)的半衰期為： 1/2AAln20.693Tkk半衰期（半衰期（half-life）AAA,0lnlnck tc 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十一頁，共67頁 （1）速率系數(shù)的）速率系數(shù)的 SI 單位為單位為 s-1。 （2）lnc

22、A 對(duì)對(duì) t 作圖得到一條直線，直線的作圖得到一條直線，直線的斜率為斜率為 kA ，截距為，截距為 lncA,0。 （3）反應(yīng)的半衰期與速率系數(shù)成反比，與）反應(yīng)的半衰期與速率系數(shù)成反比，與反應(yīng)物的起始濃度無關(guān)。反應(yīng)物的起始濃度無關(guān)。一級(jí)反應(yīng)具有如下特征：一級(jí)反應(yīng)具有如下特征：AAA,0lnlnck tc 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十二頁，共67頁Ac一級(jí)反應(yīng)的一級(jí)反應(yīng)的 ln -t 圖圖例題例題OlncAt現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十三頁，共67頁解：同位素蛻變?yōu)橐患?jí)反應(yīng)。反應(yīng)開始時(shí)同位素為解：同位素蛻變?yōu)橐患?jí)反應(yīng)。反應(yīng)開始時(shí)同位素為100%，14d后未蛻變的同位素為后未蛻變的同位素為100%6.85%。該同位素

23、蛻變的速率系數(shù)為：該同位素蛻變的速率系數(shù)為：A,0AA3111100%lnln14d100%6.85%5.07 10 dcktc 例例4-2 某放射性同位素進(jìn)行某放射性同位素進(jìn)行 放射，經(jīng)放射，經(jīng)14 d后，后，同位素的活性降低同位素的活性降低6.85%，試計(jì)算此同位素蛻，試計(jì)算此同位素蛻變的速率系數(shù)和反應(yīng)的半衰期。此放射性同位變的速率系數(shù)和反應(yīng)的半衰期。此放射性同位素蛻變素蛻變90% 需多長時(shí)間？需多長時(shí)間？現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十四頁，共67頁1/231A0.6930.693137d5.07 10 dTk反應(yīng)的半衰期為：反應(yīng)的半衰期為：此同位素蛻變此同位素蛻變 90.0% 所需時(shí)間為：所需時(shí)間為

24、：A,0AA311ln1100%ln5.0710 d100%90.0%454dctkc現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十五頁，共67頁2AAAAddck ct v( (二二) ) 二級(jí)反應(yīng)（二級(jí)反應(yīng)（second order reaction ）對(duì)單向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)對(duì)單向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)二級(jí)反應(yīng)的消耗速率方程為：二級(jí)反應(yīng)的消耗速率方程為：aA + bB yY + zZ現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十六頁，共67頁對(duì)于只有一種反應(yīng)物的二級(jí)反應(yīng)，其速率方程為：對(duì)于只有一種反應(yīng)物的二級(jí)反應(yīng)，其速率方程為：2AAAAddck ct vAAA ,011ktcc1/2AA,01Tk c( (二二) ) 二級(jí)反應(yīng)（二級(jí)反應(yīng)（second

25、order reaction ）二級(jí)反應(yīng)的半衰期為：二級(jí)反應(yīng)的半衰期為：上式分離變量后積分得：上式分離變量后積分得：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十七頁，共67頁二級(jí)反應(yīng)具有如下特征：二級(jí)反應(yīng)具有如下特征：（1）速率系數(shù)的）速率系數(shù)的 SI 單位為單位為 。（2）以）以 1/cA 對(duì)對(duì) t 作圖得到一條直線，直線的斜率為作圖得到一條直線，直線的斜率為 kA，截距為，截距為 1/cA,0。（3）反應(yīng)的半衰期與速率系數(shù)和反應(yīng)物的起始濃度）反應(yīng)的半衰期與速率系數(shù)和反應(yīng)物的起始濃度的乘積成反比。的乘積成反比。311mmolsAAA ,011ktcc1/2AA,01Tk c現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十八頁，共67頁二級(jí)反應(yīng)的1

26、/cA-t 圖Ot1/cA現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十九頁，共67頁第四節(jié)第四節(jié) 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響一、范托夫一、范托夫 近似規(guī)則近似規(guī)則二、二、Arrhenius Arrhenius 方程方程van t Hoff現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十頁，共67頁 溫度每升高溫度每升高 10 K，化學(xué)反應(yīng)速率大約增，化學(xué)反應(yīng)速率大約增加加到原來的到原來的2 4 倍。這一規(guī)則稱為倍。這一規(guī)則稱為 vant Hoff 近似近似規(guī)則規(guī)則。 一、一、vant Hoff近似規(guī)則近似規(guī)則 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，主要原因是溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，主要原因是活化分子分活化分子分?jǐn)?shù)增大數(shù)增大。其實(shí)質(zhì)是溫度

27、對(duì)速率系數(shù)的影響。其實(shí)質(zhì)是溫度對(duì)速率系數(shù)的影響。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十一頁，共67頁18901890年，年，Arrhenius Arrhenius 根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出速根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出速率系數(shù)與溫度之間的關(guān)系為：率系數(shù)與溫度之間的關(guān)系為： a/eERTkA二、二、 Arrhenius Arrhenius 方程方程 若以對(duì)數(shù)形式表示，則為：若以對(duì)數(shù)形式表示，則為：alnlnEkART 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十二頁，共67頁k：速率系數(shù)；：速率系數(shù)；A：指數(shù)前參量；：指數(shù)前參量；Ea：反應(yīng)的活化能；：反應(yīng)的活化能；R：摩爾氣體常數(shù)；：摩爾氣體常數(shù)；T：熱力學(xué)溫度。：熱力學(xué)溫度。aln ln

28、EkART k k 的大小主要由的大小主要由E Ea a 決定，決定，E Ea a越小，越小，lnlnk k 就越大，就越大，k k 也就越大。也就越大?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十三頁，共67頁a21211 2()()ln( )E TTk Tk TRTT 若某一反應(yīng)在若某一反應(yīng)在T T1 1 時(shí)的速率系數(shù)為時(shí)的速率系數(shù)為 k k( (T T1 1), ), 在在T T2 2 時(shí)的速率系數(shù)為時(shí)的速率系數(shù)為k k( (T T2 2) )，則有：，則有： 例題例題現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十四頁，共67頁 例例4-34-3 CO(CH CO(CH2 2COOH)COOH)2 2 在水溶液中的分解反應(yīng)的速率系數(shù)在在水溶

29、液中的分解反應(yīng)的速率系數(shù)在 273 K 273 K 和和 303 K 303 K 時(shí)分別為時(shí)分別為 2.462.461010-5-5s s-1-1和和 1.631.631010-3-3s s-1-1，計(jì)算該反應(yīng)的活化能。，計(jì)算該反應(yīng)的活化能。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十五頁，共67頁解：反應(yīng)的活化能為：解：反應(yīng)的活化能為：1 22a211()ln( )RTTk TETTk T1131518.314J molK273K 303K1.63 10 sln303K 273K2.46 10 s4119.62 10 J mol96.2kJ mol現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十六頁，共67頁第五節(jié)第五節(jié) 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的

30、影響催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響一、催化劑與催化作用一、催化劑與催化作用二、酶的催化作用二、酶的催化作用現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十七頁，共67頁一、催化劑與催化作用一、催化劑與催化作用 catalyst and catalysis 能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，而其本身的質(zhì)量和化能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，而其本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)稱為學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)稱為催化劑催化劑（catalystcatalyst）。 催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率的作用稱為催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率的作用稱為催催化作用（化作用（catalysiscatalysis）。）?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十八頁，共67頁催化劑參與了化

31、學(xué)反應(yīng)，催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)，生成了中間化合物，生成了中間化合物，改變了反應(yīng)途徑，改變了反應(yīng)途徑，降低了反應(yīng)的活化能，降低了反應(yīng)的活化能，從而使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子。從而使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子。在反應(yīng)過程中，催化劑又可以從中間化合在反應(yīng)過程中，催化劑又可以從中間化合物再生出來，導(dǎo)致反應(yīng)速率顯著增大。物再生出來，導(dǎo)致反應(yīng)速率顯著增大。 催化劑具有催化劑具有催化作用的原因：催化作用的原因：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十九頁，共67頁A+B AB A+B AB 非催化反應(yīng)非催化反應(yīng)催化反應(yīng)催化反應(yīng)能能量量EaEa1Ea2A+KAK+BAB+K反應(yīng)進(jìn)程反應(yīng)進(jìn)程圖圖4-7 催化劑降低反應(yīng)活化能的示意圖催化劑降低反應(yīng)活化能的示意圖現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六十頁，共67頁二、酶的催化作用二、酶的催化作用 酶酶enzymeenzyme是一種特殊的生物催化劑，它是是一種特殊的生物催化劑，它是具有催化具有催化作用的蛋白質(zhì)，存在于動(dòng)物、植物和微作用的蛋白質(zhì)，存在于動(dòng)物、植物和微生物中。生物中。現(xiàn)在學(xué)