第3章反应动力学初步11

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

△rGmθ＝－33kJ·mol-1反应自发进行。CO(g)+NO(g)=CO2(g)+½N2(g)△rGmθ＝－334kJ·mol-1

反应自发进行。化学热力学判断第3章反应动力学初步热力学判断反应的方向，程度，但不判断反应时间。2026/7/51化学反应速率的定义

minmol·dm-3mol·dm-3·min-1tH2O2O2-△[H2O2]/△t△[O2]/△t

=

B

–1(ΔcB/Δt)00.80200.400.200.020.010.02400.200.300.010.0050.01600.100.350.0050.00250.0502026/7/52化学反应速率：

平均速率瞬时速率2026/7/53cA表示反应体系中物质A的浓度(某时刻）

对于反应通式：mA+nBxC+yD2026/7/54反应速率：①某一时刻的反应速率、瞬时速率；②某一时间的平均速率③用反应中的任何物质表示反应速率，数值上都是一样的；④瞬时速率的测定可以由作图法得到。

2026/7/55影响反应速率的因素内因：反应的活化能大小外因：浓度、温度、催化剂2026/7/563．反应级数

基元反应mA+nBxC

=kcAmcBnm+n

表示该反应级数。对于物质A是m级反应，对物质B是n级反应4．反应级数的意义：

①表示反应速率与物质的量浓度的关系；②零级反应表示反应速率与反应物浓度无关2026/7/595．反应的速率常数k称为反应的速率常数:①可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的反应速率；②

k由化学反应本身决定，是化学反应在一定温度时的特征常数；③相同条件下，k值越大，反应速率越快；④

k与反应物的浓度无关。2026/7/510速率常数的单位零级反应:

=kcA0

k的量纲为mol·dm-3·s-1一级反应:

=kcA；k的量纲为s-1二级反应:

=kcA2

k的量纲为mol3·dm-1·s-12026/7/5117．非基元反应的速率方程式不能只根据反应式写出其反应速率方程，必须根据实验测定的结果及验证，推断反应的反应机理;复杂的非基元反应

→分成若干个基元反应→反应最慢的一步作为控制步骤；最慢的一个反应就控制了该复杂反应的反应速率。6．非基元反应：反应物分子需经几步反应才能转化为生成物的反应。2026/7/512各种级数的反应一、零级反应AB是零级反应

相当于Y=aX+b型直线方程；c—t，得一直线，直线斜率的负值是速率常数kk的单位：dm-3·mol·s-12026/7/513一级反应AB是一级反应Y=aX+b型直线方程；

lgcA

t呈线性关系k的单位：s-12026/7/514半衰期：当时，反应所需时间t=t1/2是反应物消耗了一半的时间，称为反应的半衰期。2026/7/515当反应物A的转化率为50%时所需的反应时间称为半衰期，用表示。对于一级反应,其半衰期为:则这一方法常被用于考古研究，例如测定埃及古墓的年代。美国科学家利比（LibbyW.F.）因发明利用测定放射性碳同位素14C确定地质年代法（放射性碳素）获1960年诺贝尔奖。/wiki/Willard_Libby/wiki/Radiocarbon_dating1908~1980二级反应

ABk的单位：(dm3·mol-1)·s-12026/7/517三级反应A

Bk单位(dm3·mol-1)2·s-1较少出现三级反应2026/7/518温度对化学反应速率的影响1．Arrhenius(阿仑尼乌斯)公式A： 反应的频率因子，对确定的化学反应是一常数，A与k同一量纲；Ea： 反应活化能；

R： 0.008314kJ·mol-1·K-1

T： 热力学温度2026/7/5202．阿仑尼乌斯公式的应用求出任一温度下反应的k值①作图法

2026/7/521根据题给数据,求算反应2N2O52NO2

＋O2(g)的活化能。T/K337327316308298273k/s-11.66×10-34.99×10-34.53×10-41.51×10-43.72×10-58.32×10-7将数据处理为作图数据：(1/T)×103/K-1lnk(/s-1)2.97－5.303.06－6.403.16－7.703.25－8.803.36－8.803.66－8.80Solution直线的斜率（－Ea/R）=——————=－1.2×104K0.50×10–3K–1－6.2

★求直线的斜率(-Ea/R):

★由斜率计算活化能:Ea=(–R)×(斜率)

=(－8.314J·mol–1

·K–1)×(－1.2×104K)=1.0×105J·mol–1

=1.0×103kJ·mol–1

★以lnk对1/T作图②“两点”计算若已知T1,k1,T2,k2,可求出Ea2026/7/524★反应物的能量必须爬过一个能垒才能转化为产物

★即使是放热反应

(△rHm为负值)，外界仍必须提供最低限度的能量，这个能量就是反应的活化能Ea与△rHm

的关系催化剂对反应速率的影响催化剂:存在少量就能加快反应而本身最后并无损耗的物质催化作用的特点：●只能对热力学上可能发生的反应起作用●通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间●只有在特定的条件下催化剂才能表现活性●通过改变催化剂可以改变反应方向催化剂与催化作用正催化：加速反应速率；负催化：减慢反应速率。???1．催化剂改变反应速率不改变反应的自由能，也不改变平衡常数；降低反应的活化能，提高反应速率。2026/7/5272．催化类型化学催化：均相催化、非均相催化；生物催化：生命体中各种酶的催化；物理催化：光催化、电催化。2026/7/528例如：均相催化CH3CHO→CH4+COEa=190kJ·mol-1以I2作催化剂CH3CHO→CH4+COEa=136kJ·mol-1CH3CHO+I2→CH3I+HI+COCH3I+HI→CH4+I2

反应活化能大大降低非均相催化2N2O→2N2+O2

Ea=250kJ·mol-1用金粉做催化剂，金粉吸附形成N≡N

Au中间体2N2O→

N≡N

O

Au→2N2+O2

Ea=120kJ·mol-12026/7/5293．催化剂的特征催化活性、选择性、稳定性、再生性4．催化剂的选择性

2026/7/530原理实物2026/7/531①高效②高选择性③条件温和以酶为催化剂的反应，其特点是：大多数酶反应在人的体温条件下进行得很快。温度超过37℃太多时酶会失去活性,这是因为体温升高导致酶的结构发生变化,活性部位发生变形,从而难以实现“锁配钥”关系。

乳糖葡萄糖＋半乳糖乳糖酶生物化学家用“锁配钥”模型