1、上一内容下一内容回主目录O返回 第第6章章 上一内容下一内容回主目录O返回 上一内容下一内容回主目录O返回tc)A()A(tc)B()B(tc)C()C(tc)D()D(变化值变化值 总是总是终态量减去始态量终态量减去始态量vDCBAh1g1b1a1vvvvv上一内容下一内容回主目录O返回0218.0)2N()2N(tc020.34.2)2H()2H(tc0204.0)3NH()3NH(tc2-1 2-1 化学反应速率化学反应速率 第二章第二章 化学反应速率化学反应速率上一内容下一内容回主目录O返回)2N()3NH(21)2H(31)2N()2H(：2:3:1)3NH(：上一内容下一内容回主目
2、录O返回 例例2:上一内容下一内容回主目录O返回1131sLmol105.1s100Lmol10.295.15O2N）（v1131NOsLmol100.3s100Lmol)030.0(2v1141OsLmol105.7s100Lmol)0075.0(2v 解解:4-3-3105.7100.341105.121上一内容下一内容回主目录O返回tct)A(lim)A(0 tct)B(lim)B(0 2-1 2-1 化学反应速率化学反应速率 第二章第二章 化学反应速率化学反应速率瞬时速率瞬时速率是指某一反应在某一时刻的化学反应速率，是指某一反应在某一时刻的化学反应速率，可用时间间隔可用时间间隔t趋于无
3、限小时的平均速率的极限值趋于无限小时的平均速率的极限值求得。求得。d)d(tcd)B(d上一内容下一内容回主目录O返回tct)C(lim)C(0 tct)D(lim)D(0 2-1 2-1 化学反应速率化学反应速率 第二章第二章 化学反应速率化学反应速率瞬时速率瞬时速率是指某一反应在某一时刻的化学反应速率，是指某一反应在某一时刻的化学反应速率，可用时间间隔可用时间间隔t趋于无限小时的平均速率的极限值趋于无限小时的平均速率的极限值求得。求得。tcd)C(dtcd)D(d上一内容下一内容回主目录O返回例例 2:反应反应 N2+3H2 2NH3 ，若用每秒若用每秒NH3 浓浓度的改变量来表示反应速率
4、，其瞬时速率为：度的改变量来表示反应速率，其瞬时速率为：问：若用每秒问：若用每秒N2、H2浓度的改变量来表示，反应浓度的改变量来表示，反应速率为多少？速率为多少？114sLmol100.23NHv上一内容下一内容回主目录O返回解解:322NHHNn21n31n）（）（11NHNNHNsLmol323241001dt2dcdtdcvdt2dcdtdcv.11NHHNHHsLmol323241003dt2dc3dtdcvdt2dcdt3dcv.N2+3H2 2NH3上一内容下一内容回主目录O返回瞬时反应速率也可以用作图的方法求得瞬时反应速率也可以用作图的方法求得上一内容下一内容回主目录O返回瞬时反
5、应速率也可以用作图的方法求得瞬时反应速率也可以用作图的方法求得020406080abcd图 6-1 浓度与时间的关系 ct0.80.20.40.6H2O2上一内容下一内容回主目录O返回dt)Odc(H斜率22020406080abcd图 6-1 浓度与时间的关系 ct0.80.20.40.6H2O2dcbd)OH(22上一内容下一内容回主目录O返回 在稀水溶液，过氧化氢和溴化氢的反应为：在稀水溶液，过氧化氢和溴化氢的反应为：H2O2(aq)+2H+(aq)+2Br-(aq)=2H2O(l)+Br2(aq)对它进行反应速率测定的实验数据如下：对它进行反应速率测定的实验数据如下：实验序号实验序号m
6、olL-1H+的初浓度的初浓度molL-1相对初速率相对初速率molL-1s-1Br-的初浓度的初浓度molL-1 1 0.1 0.1 0.1 1 2 0.01 0.1 0.1 0.1 4 0.1 0.1 0.01 0.1 3 0.1 0.01 0.1 0.1 请写出该反应的速率方程，并求出速率常数。请写出该反应的速率方程，并求出速率常数。例例 4：上一内容下一内容回主目录O返回解：设该反应的速率方程为解：设该反应的速率方程为dBrbHaOH22cccn1212)(反应物反应物cc实验序号实验序号H2O2的初浓度的初浓度molL-1H+的初浓度的初浓度molL-1相对初速率相对初速率molL-
7、1s-1Br-的初浓度的初浓度molL-1 1 0.1 0.1 0.1 1 2 0.01 0.1 0.1 0.1 4 0.1 0.1 0.01 0.1 3 0.1 0.01 0.1 0.1 比较比较1、2实验的反应速率实验的反应速率不变和BrHcc1a)0.10.01(10.1)(aa1OH2OH122222cc上一内容下一内容回主目录O返回实验序号实验序号H2O2的初浓度的初浓度molL-1H+的初浓度的初浓度molL-1相对初速率相对初速率molL-1s-1Br-的初浓度的初浓度molL-1 1 0.1 0.1 0.1 1 2 0.01 0.1 0.1 0.1 4 0.1 0.1 0.01
8、 0.1 3 0.1 0.01 0.1 0.1 不变和BrOH22cc1b)0.10.01(10.1)(bb1H3H13cc上一内容下一内容回主目录O返回实验序号实验序号H2O2的初浓度的初浓度molL-1H+的初浓度的初浓度molL-1相对初速率相对初速率molL-1s-1Br-的初浓度的初浓度molL-1 1 0.1 0.1 0.1 1 2 0.01 0.1 0.1 0.1 4 0.1 0.1 0.01 0.1 3 0.1 0.01 0.1 0.1 1d)0.10.01(10.1)(dd1B4B14rrcc比较比较1、4实验的反应速率：实验的反应速率：不变和HOH22cc上一内容下一内容回
9、主目录O返回 BrHOH22cccBrHOH22cccvk）（12-2111-11smolL 1000L0.1molL0.1molL0.01molsL0.1molk续：续：上一内容下一内容回主目录O返回 例：例：973K，1 1升密闭容器中含有升密闭容器中含有1.010-3molHI(g)分子。分子。2 HI(g)973K1 LH2 (g)+I2(g)分子碰撞次数分子碰撞次数 3.51028 L-1-1s-1-1 碰撞即反应的速率碰撞即反应的速率 5.8104 4 molL-1-1 s-1-1 实际反应速率实际反应速率 1.210-8 molL-1-1 s-1-1一、有效碰撞理论和活化能一、有
10、效碰撞理论和活化能上一内容下一内容回主目录O返回能发生化学反应的碰撞能发生化学反应的碰撞（一）（一）有效碰撞和弹性碰撞有效碰撞和弹性碰撞有效碰撞：有效碰撞：不不能发生化学反应的碰撞能发生化学反应的碰撞上一内容下一内容回主目录O返回 有效碰撞有效碰撞 能发生化学反应的碰撞能发生化学反应的碰撞 气体分子的能量分布气体分子的能量分布上一内容下一内容回主目录O返回NO+CO2NO2 +CO分子碰撞的位置示意图上一内容下一内容回主目录O返回活化分子活化分子能量较高能量较高 数量很少数量很少上一内容下一内容回主目录O返回气体分子能量分布曲线气体分子能量分布曲线上一内容下一内容回主目录O返回上一内容下一内容
11、回主目录O返回 A+BCAB+CABC上一内容下一内容回主目录O返回反应历程反应历程Ea势势能能（ABC)*（过渡态）（过渡态）E H上一内容下一内容回主目录O返回1、化学反应速率的定义，平均速率、瞬时、化学反应速率的定义，平均速率、瞬时速率。速率。2、反应速率理论：有效碰撞理论，过渡状、反应速率理论：有效碰撞理论，过渡状态理论。态理论。作业：课本作业：课本P109第一题，第二题，第一题，第二题，第三题。第三题。上一内容下一内容回主目录O返回 第第6章章 上一内容下一内容回主目录O返回 第第6章章 上一内容下一内容回主目录O返回反应机理和反应机理和反应机理：反应机理：阐述化学反应在实际进行时微
12、观过阐述化学反应在实际进行时微观过程的具体步骤。程的具体步骤。例如：例如：2NO2(g)2 NO(g)+O2(g)是基元反应是基元反应上一内容下一内容回主目录O返回反应机理和反应机理和上一内容下一内容回主目录O返回二、A(aq)B(aq)Y(aq)Z(aq)abyz )B()A(bacc上一内容下一内容回主目录O返回 A(aq)B(aq)Y(aq)Z(aq)abyz ABabk ccv)B()A(bacc二、上一内容下一内容回主目录O返回A(g)B(g)Y(g)Z(g)abyz ABabk ccv二、上一内容下一内容回主目录O返回ABabk ccv二、上一内容下一内容回主目录O返回 速率方程式
13、的写法：速率方程式的写法：基元反应：根据质量作用定律直接写出基元反应：根据质量作用定律直接写出非基元反应：不能根据质量作用定律直接写出，非基元反应：不能根据质量作用定律直接写出，而必须根据而必须根据实验数据实验数据导出。导出。书写反应速率方程式时注意：书写反应速率方程式时注意：1如果反应物是如果反应物是气体气体时，可用气体浓度或分压代时，可用气体浓度或分压代入速率方程式来表示反应速率。入速率方程式来表示反应速率。上一内容下一内容回主目录O返回 速率方程式的写法：速率方程式的写法：例如基元反应：例如基元反应：2NO2(g)2 NO(g)+O2(g)用浓度表示其反应速率：用浓度表示其反应速率：)(
14、2NO2ckv 用分压表示其反应速率：用分压表示其反应速率：)(22pkvNO上一内容下一内容回主目录O返回2如果反应物中有如果反应物中有固体固体或或纯液体纯液体参加，其速率方参加，其速率方程式中可不写出固体或液体的浓度。程式中可不写出固体或液体的浓度。基元反应基元反应 C(s)+O2(g)CO2(g)：)()(22pkvckvO O或 速率方程式的写法：速率方程式的写法：上一内容下一内容回主目录O返回 )A(ck 二、基元反应基元反应:上一内容下一内容回主目录O返回 )B()A(cck )A(2 ck 反应机理和反应机理和上一内容下一内容回主目录O返回反应机理和反应机理和上一内容下一内容回主
15、目录O返回 22NO(g)CO(g)NO(g)CO(g)223NO(g)+NO(g)NO(g)+NO(g)322NO(g)+CO(g)NO(g)+CO(g)反应机理和反应机理和上一内容下一内容回主目录O返回例题 22(NO)k pv反应机理和反应机理和上一内容下一内容回主目录O返回 求：速率方程求：速率方程 速率常数速率常数 121,H,2HNO22ccc不变1212vv131,H3,H22cc1313vv上一内容下一内容回主目录O返回序号序号 NO的起始浓度的起始浓度 H2的起始浓度的起始浓度 起始速率起始速率 /molL-1 /molL-1 /molL-1s-1 1 6.0010-3 1.
16、0010-3 3.1910-3 2 6.0010-3 2.0010-3 6.3610-3 3 6.0010-3 3.0010-3 9.5610-3 4 1.0010-3 6.0010-3 0.4810-3 5 2.0010-3 6.0010-3 1.9210-3 6 3.0010-3 6.0010-3 4.3010-3124NO,5NO,H2ccc不变1214245vv13cc46,NONO,1319246vv2NOcv 2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)2NOH2cckv 上一内容下一内容回主目录O返回 代入任一组数据求出代入任一组数据求出k 值，如第值，如第3组：组：2c
17、cvkNOH2)smolL(1085.8)Lmol1000.6(Lmol1000.3sLmol1056.9122421-31-31-13）（上一内容下一内容回主目录O返回上一内容下一内容回主目录O返回2NOH2222NO22ClH22OH22220ON22Au2222122222OH2NNO2H2ONO2NO2HCl2ClHOOH2OH2ON2ON2:cckvckvcckvckvckv如一级反应零级反应级反应5.1二级反应三级反应上一内容下一内容回主目录O返回上一内容下一内容回主目录O返回 上一内容下一内容回主目录O返回AAAAddck ct vAB上一内容下一内容回主目录O返回A,0AAln
18、ck tcAAA,0lnlnck tc dtkcdcAAA上一内容下一内容回主目录O返回 1/2AAln20.693TkkA,0AAlnck tc 上一内容下一内容回主目录O返回 上一内容下一内容回主目录O返回Oln上一内容下一内容回主目录O返回 （3）1/2AAln20.693Tkk上一内容下一内容回主目录O返回A,0AA3111100%lnln14d100%6.85%5.07 10 dcktc解：解：上一内容下一内容回主目录O返回 1/231A0.6930.693137d5.07 10 dTkA,0AA311ln1100%ln5.07 10 d100%90.0%454dctkc上一内容下一
19、内容回主目录O返回上一内容下一内容回主目录O返回）（月1301107.82.40.5lg20303.2lg303.2cctk（月）41%)301(0.50.5lg107.8303.2lg303.2301cckt（月）80107.8693.0693.03121kt上一内容下一内容回主目录O返回2AAAAddck ct v上一内容下一内容回主目录O返回1/2AA,01Tk c(二二)二级反应：二级反应：上一内容下一内容回主目录O返回 二级反应具有如下特征：二级反应具有如下特征：A0Ackt121上一内容下一内容回主目录O返回二级反应的二级反应的1/cA-t图图O上一内容下一内容回主目录O返回 A0
20、A211ckt上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回二级反应例题二级反应例题乙酸乙酯在乙酸乙酯在298K时的皂化反应为二级反应：时的皂化反应为二级反应：CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH 若乙酸乙酯与氢氧化钠的起始浓度均为若乙酸乙酯与氢氧化钠的起始浓度均为0.0100molL-1，反应，反应20分钟后，碱的浓度消分钟后，碱的浓度消耗掉耗掉0.00566 molL-1。试求：。试求：反应的速反应的速率常数；率常数；反应的半衰期。反应的半衰期。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回 计算计算k)minmolL(52.60100.0
21、100566.00100.01201111102cctk计算计算t1/2(min)3.150100.052.611022/1ckt上一内容下一内容回主目录O返回AAAddckt vAAA,0ck tc A,01/2A2cTk上一内容下一内容回主目录O返回1A,01/2A2cTk零级反应具有如下特征：零级反应具有如下特征：上一内容下一内容回主目录O返回零级反应的零级反应的cA-t图图O零级反应具有如下特征：零级反应具有如下特征：上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回第第 四四 节节 温度对反应速率的关系温度对反应速率的关系温度升高使反应速率加快的主要原因：温度升高使反应速率加
22、快的主要原因：ET2T1T2T1图 6-8 温度升高,活化分子数增多N/(NE)上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回第第 四四 节节 温度对反应速率的关系温度对反应速率的关系温度升高使反应速率加快的主要原因：温度升高使反应速率加快的主要原因：ET2T1T2T1图 6-8 温度升高,活化分子数增多N/(NE)上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回一、范特霍夫规则一、范特霍夫规则 范特霍夫范特霍夫规则：规则：上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回二、阿仑尼乌斯方程式二、阿仑尼乌斯方程式上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返
23、回返回阿仑尼乌斯方程式阿仑尼乌斯方程式推论：推论：2当温度一定时，若几个反应当温度一定时，若几个反应A值相近，值相近，Ea越越大的反应大的反应k值越小，即活化能越大的反应进行得值越小，即活化能越大的反应进行得越慢。越慢。RTEea上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回阿仑尼乌斯方程式阿仑尼乌斯方程式推论：推论：上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回对于一个给定的反应，温度变化不大时对于一个给定的反应，温度变化不大时Ea和和A可视为常可视为常数。若反应在数。若反应在T1时速率常数为时速率常数为k1，在温度，在温度T2时速率常数时速率常数为为k2，则据阿仑尼
24、乌斯方程式有：，则据阿仑尼乌斯方程式有：Aln1lnAln1ln2a21a1TREkTREk两式相减，得两式相减，得：上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回阿仑尼乌斯方程式阿仑尼乌斯方程式解：解：)molkJ(25.74)molJ(10425.71008.71055.3ln323343343323314.8ln11443121221akkTTTTRE上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回阿仑尼乌斯方程式阿仑尼乌斯方程式在在298 K时的速率常数时的速率常数k可按下式计算：可按下式计算：12112alnlnkTTTTREk将求得的将求得的Ea值和值和323
25、 K时的时的k1值代入上式，得：值代入上式，得：)h(1096.6572.9)253.7()319.2(1008.7ln298323323298314.8100025.74ln154kk上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回例例 由实验测得在不同温度下，反应由实验测得在不同温度下，反应S2O82-+3I-=2SO42-+I3-的速率常数如下：的速率常数如下：1K/1T上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回A2(3.35,-2.22)A1(3.63,-3.00)lgk1-3K/101T斜率斜率1212AAAAxxyy331028.078.010)63.33
26、5.3()00.3(22.231079.2RE2.303a斜率上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回第第 5 5 节节 催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回（二）催化剂加快化学反应速度的原因（二）催化剂加快化学反应速度的原因图 6-10 催化剂降低反应活化能示意图势能反应进程 E1ABEE逆E逆 AA 对于反应对于反应 A B，原来是经，原来是经途径途径 完成（活化络合物为完成（活化络合物为A），正反应的活化能为），正反应的活化能为E1。加。
27、加入催化剂后，反应物入催化剂后，反应物A经过活经过活化络合物化络合物A 后转化为生成物后转化为生成物B，所经历的途径，所经历的途径其活化能其活化能E低于途径低于途径的活化能的活化能E1。由于。由于反应活化能降低，活化分子分反应活化能降低，活化分子分数相应增大，故反应速率加快数相应增大，故反应速率加快。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回（三）催化剂的基本特点：（三）催化剂的基本特点：1催化剂在化学反应前后的质量和化学组成不变。但由于催催化剂在化学反应前后的质量和化学组成不变。但由于催化剂往往要参与反应，其物理性质可能变化。化剂往往要参与反应，其物理性质可能变化。2催化剂只
28、能改变化学反应的速率，不能改变体系的始态和终催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变体系的始态和终态，不能改变反应的态，不能改变反应的 rGm或或 rGmo，所以不能改变自发反应的，所以不能改变自发反应的方向，即不能使不自发的反应自发进行。方向，即不能使不自发的反应自发进行。3催化剂能同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率，因此催化剂能同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率，因此催化剂能够缩短体系到达平衡的时间。但是催化剂不会引起化催化剂能够缩短体系到达平衡的时间。但是催化剂不会引起化学平衡常数的变化，不会使平衡移动。学平衡常数的变化，不会使平衡移动。4催化剂具有选择性。一种催化剂通常只对一种或
29、少数几种催化剂具有选择性。一种催化剂通常只对一种或少数几种反应起催化作用。同样的反应物用不同的催化剂可得到不同的反应起催化作用。同样的反应物用不同的催化剂可得到不同的产物。产物。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回A+CACAC+BAB+C上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回三、生物催化剂三、生物催化剂 酶酶（一）基本概念（一）基本概念酶：酶：是一类以蛋白质为主要成分的具有催是一类以蛋白质为主要成分的具有催化活性的生物催化剂化活性的生物催化剂 酶促反应（酶促反应（enzyme-catalyz
30、ed reaction）：）：以酶作为催化剂的反应以酶作为催化剂的反应底物（底物（substrate）：）：被酶催化的对象被酶催化的对象酶的催化作用机理：酶的催化作用机理：介于均相催化和多相介于均相催化和多相催化之间催化之间 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回（二）酶作为催化剂的特点：（二）酶作为催化剂的特点：1专一性高专一性高 指一种酶只能作用于某一类或某一种特定的反应指一种酶只能作用于某一类或某一种特定的反应。例。例如蛋白酶仅能催化蛋白质的水解，淀粉酶仅能催化淀如蛋白酶仅能催化蛋白质的水解，淀粉酶仅能催化淀粉的水解，酯酶仅能催化有机酯中由酸和醇形成的酯粉的水解，酯酶
31、仅能催化有机酯中由酸和醇形成的酯键的水解键的水解 2催化效率高催化效率高 对同一反应，酶催化反应比一般非生物催化剂催化反对同一反应，酶催化反应比一般非生物催化剂催化反应的速率要高应的速率要高1071013倍倍。例如酵母蔗糖酶催化蔗糖。例如酵母蔗糖酶催化蔗糖水解的速率比水解的速率比H+离子催化大离子催化大2.51012倍。倍。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回（二）酶作为催化剂的特点：（二）酶作为催化剂的特点：3、催化条件温和、催化条件温和 与非生物催化剂不同，与非生物催化剂不同，酶一般在比较温和的条件下起酶一般在比较温和的条件下起催化作用催化作用。如人体内酶的催化作用在
32、正常体温时有最。如人体内酶的催化作用在正常体温时有最大的催化活性。大的催化活性。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回小结小结 1 1、浓度对化学反应速率的影响：质量作用定律。、浓度对化学反应速率的影响：质量作用定律。2 2、一级反应，二级反应，零级反应的微分方程，、一级反应，二级反应，零级反应的微分方程，积分方程，半衰期。积分方程，半衰期。3 3、温度对化学反应速率的影响。、温度对化学反应速率的影响。4 4、催化剂对化学反应速率的影响。、催化剂对化学反应速率的影响。上一内容下一内容回主目录O返回下列反应的速率方程表达式如何表示？下列反应的速率方程表达式如何表示？C(s)+
33、O2(g)CO2(g)和和C12H22O11+H2O C6H12O6 +C6H12O6 蔗糖蔗糖 果糖果糖 葡萄糖葡萄糖 v=k c(O2)上一内容下一内容回主目录O返回 课堂练习：课堂练习：判断下列说法是否正确，并说明理由。判断下列说法是否正确，并说明理由。在速率方程中，各物质浓度的幂次等于反应式在速率方程中，各物质浓度的幂次等于反应式中各物质化学式前的计量系数时，该反应即为元反中各物质化学式前的计量系数时，该反应即为元反应。应。两个不同的反应相比，活化能大的，其反应速两个不同的反应相比，活化能大的，其反应速 率一定慢。率一定慢。()()有了化学方程式，我们就能够根据质量作用定有了化学方程式，我们就能够根据质量作用定 律写出它的速率方程。律写出它的速率方程。()上一内容下一内容回主目录O返回 催化剂对正逆反应的速率影响是一样的。催化剂对正逆反应的速率影响是一样的。任何反应的反应速率都是随时间而变化的。任何反应的反应速率都是随时间而变化的。逆反应的活化能在数值上等于正反应的活化逆反应的活化能在数值上等于正反应的活化 能，只不过符号相反而已。能，只不过符号相反而已。对于同一个反应，加入的催化剂虽然不同，但对于同一个反应，加入的催化剂虽然不同，但 活化能的降低是相同的。活化能的降低是相同的。()()()()课堂练习：课堂练习：
