化學反應速率(無機化學核心教程)

1、平均速率平均速率瞬時速率瞬時速率 = c（反應物）（反應物） t = dc（反應物）（反應物）dtdtOHdcv)(22CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)彈性碰撞彈性碰撞不不發(fā)生反應的碰撞發(fā)生反應的碰撞A什么條件下能發(fā)生有效碰撞？什么條件下能發(fā)生有效碰撞？ 需要足夠的能量（需要足夠的能量（動能動能） 有合適的方向有合適的方向 正值，鍵能正值，鍵能。活化能（活化能（activation energy）Ea的的特征：特征： 活化分子活化分子%，反應速率，反應速率v。 Ea僅與反應物本性、途徑僅與反應物本性、途徑有關有關，與，與C、T無關無關。ONO+COON O CO過渡態(tài)過渡態(tài)NO

2、+CO2活化絡合物活化絡合物NO+CO2ON O CO勢能勢能反應進程反應進程EaEa活化能：活化能：反應的能壘。反應的能壘。Ea，v問：正向反應是吸熱還是放熱？問：正向反應是吸熱還是放熱？rHm= Ea- Ea可逆反應可逆反應 AB+C，正向，正向反應的反應的活化能為活化能為Ea1，逆向反應的活化能為逆向反應的活化能為Ea2若正若正反應是吸熱的，則反應是吸熱的，則Ea1Ea2快快元反應元反應就完成的反應。就完成的反應。復合反應復合反應由若干元反應組成由若干元反應組成反應機制反應機制反應進行的實際步驟反應進行的實際步驟速率控制步驟速率控制步驟的那個元反應的那個元反應復合反應的總速率取決于限速步

3、驟復合反應的總速率取決于限速步驟就能生成產(chǎn)物。就能生成產(chǎn)物。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) =kc(N2O5) NO3NO+O2 NO+ NO32NO2 N2O5NO3+NO2A. 元元反應反應由質(zhì)量作用定律直接寫出，由質(zhì)量作用定律直接寫出，復合復合反應反應由實驗確定。由實驗確定。B. 純固態(tài)純固態(tài)和和液態(tài)液態(tài)物質(zhì)濃度不寫入物質(zhì)濃度不寫入。C. 稀溶液中，如稀溶液中，如溶劑溶劑參與反應，可不寫入?yún)⑴c反應，可不寫入。注意：注意：實驗測得反應：實驗測得反應：2N2O5(g) = 4NO2(g)+O2(g)的速的速率方程為：率方程為： =k

4、c(N2O5)而不是而不是 =kc2(N2O5)，說，說明該反應不是元反應。明該反應不是元反應。實驗測得反應：實驗測得反應：H2 + I2(g) = 2HI(g)的速率方程的速率方程為：為： =kc(H2)c(I2)能否說明該反應是元反應？能否說明該反應是元反應？整數(shù)也可以是分數(shù)整數(shù)也可以是分數(shù)：實驗測：實驗測 2ICl(g)+H2(g) I2(g)+2HCl(g) c(ICl)c(H2)，由此可知此反應是：，由此可知此反應是：A、三分子反應，二級反應三分子反應，二級反應B、二級反應二級反應C、雙分子反應，二級反應雙分子反應，二級反應D、一級反應一級反應當反應當反應A2+B2 2AB的的 =k

5、c(A2)c(B2)，可以得出此反應，可以得出此反應A、一定是基元反應一定是基元反應B、對、對A2是是一級反應一級反應C、一定是非基元反應一定是非基元反應D、以上說法都不對以上說法都不對 =kc）c0c=ktlnc = -kt + lnc0 t時的濃度時的濃度初始濃度初始濃度討論：討論： lnct作圖，是一條作圖，是一條線線c0ctk =1單位：單位：1時間時間c = 1/2 c0時的時的tt1/2=k2=k0.693例：反應例：反應 2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)服從速率方程式服從速率方程式 設某溫度時設某溫度時k=1.68x10-2s-1，如在一個，如在一個5.00L的的

6、容器中放入容器中放入2.50mol N2O5，在該溫度下反應進，在該溫度下反應進行行1.00min，問，問N2O5的剩余量及的剩余量及O2的生成量各的生成量各為多少？為多少？解：解：初始初始1.00min2.5000 x4x2.502x設設O2的生成量為的生成量為x molc0= 2.50/5.00 = 0.500(mol/L) 2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)lnc = - kt + lnc01.68x10-2s-160 s0.5mol/LN2O5的剩余濃度：的剩余濃度：c = 0.182(mol/L) N2O5的剩余量的剩余量 = 0.1825.00 = 0.910(mol

7、) 2.50 2x = 0.910 x = 0.795 (mol)：某藥物在體內(nèi)的分解反應為一級反應，：某藥物在體內(nèi)的分解反應為一級反應，已知給藥后藥物在血漿中的初始質(zhì)量濃度為已知給藥后藥物在血漿中的初始質(zhì)量濃度為8.2mg/L,經(jīng)經(jīng)4小時后，測得藥物的質(zhì)量濃度為小時后，測得藥物的質(zhì)量濃度為5.5 mg/L，求該藥物的半衰期。，求該藥物的半衰期。c0ctk =1=5.5418.2=0.10(h-1)t1/2= 0.693 / k=0.10.693= 6.93(h) 溫度溫度，活化分子，活化分子% ，故，故 。 =kCA CB RTEaAek/lnk=RTEa+ lnA 同溫度下，同溫度下，Ea

8、大的反應大的反應k，反應速率，反應速率。k2k1=EaR(T2T1T1T2)例：丙酮二酸在水中的分解反應例：丙酮二酸在水中的分解反應10時時k10=1.08x10-4s-1，60 時時k60=5.48x10-2s-1，求反應的活化能、求反應的活化能、30時的時的k30及及 20/ 10。k2k1=EaR(T2T1T1T2)5.48x10-21.08x10-4=Ea8.314(333283333283)k301.08x10-4=976008.314(303283303283)k30 = 1.6710-3 s-1 20 10=k20k10=4.12k20k10=EaR(293283293283)1

9、、一般情況下，不管是放熱反應還是吸、一般情況下，不管是放熱反應還是吸熱反應，溫度升高，熱反應，溫度升高， 都加快。都加快。2、對于一個化學反應來說，下列敘述中、對于一個化學反應來說，下列敘述中正確的是正確的是A rHm愈負，愈負， 。B rGm愈小，愈小， C k愈小，愈小， 。D Ea愈小，愈小， 。轉化酶，轉化酶，無無催化劑，催化劑，產(chǎn)物產(chǎn)物均相催化理論均相催化理論中間產(chǎn)物學說中間產(chǎn)物學說例：乙醛的分解例：乙醛的分解 催化劑：催化劑：I2存在：存在：Ea=190.4 kJ/molCH3CHOCH4+CO存在：存在：Ea=136 kJ/molCH3CHO+CH3I+HI+COCH3I+ HICH4+ 中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物kk=Aexp(Ea /RT)Aexp(Ea /RT)=3905中間產(chǎn)物學說：由于形成中間產(chǎn)物而改變了中間產(chǎn)物學說：由于形成中間產(chǎn)物而改變了反應途徑，反應途徑，降低了降低了Ea.1、如果催化劑能使、如果催化劑能使增加三倍，增加三倍， 那么必然也能使那么必然也能使增加三倍。增加三倍。2、加入催化劑能使平衡常數(shù)增大。、加入催化劑能使平衡常數(shù)增大。3、催化劑能使非自發(fā)反應變成自發(fā)反應。、催化劑能使非自發(fā)反應變成自發(fā)反應。底物底物產(chǎn)物（脂肪、淀粉）產(chǎn)物（脂肪、淀粉）選擇性特別高選擇性特別高須適當?shù)捻氝m當?shù)膒H、T催化效率特別高催化效率特