【正文】 m(A) (B) ? k稱為速率常數(shù)。mol1 大部分反應(yīng)在此范圍 The Ea of most of chemical reaction is in this range 化學(xué)反應(yīng)速率 — 有效碰撞與能量及合適的碰撞方位關(guān)系 Z:碰撞頻率 P:方位因子 f:能量因子 aERTfe?? 有 效 碰 撞 頻 率 ＝總 碰 撞 頻 率aERTv Z P f Z P e ?? ? ? ? ? ?活化過(guò)渡狀態(tài)理論 1. 活化分子要按一定的取向發(fā)生碰撞 2. 發(fā)生碰撞的分子在彼此靠近至剩下幾個(gè)分子的距離時(shí)，便引起內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，即反應(yīng)物分子間的價(jià)電子云發(fā)生相互穿透，先被活化成一種高能量的中間過(guò)渡狀態(tài)：活化絡(luò)合物 3. 活化絡(luò)合物分解成為產(chǎn)物或反應(yīng)物 Transitionstate theory １ .The colliding activated molecule must have a favorable orientation. ２ .The inner structure of the colliding activated molecules change when they are close to each other at several molecular distance , that is, they form an activated plex with high energy. ３ .The activated plex deposed ,it will change into the product or reactant. 活化絡(luò)合物 ?活化絡(luò)合物是一種處于過(guò)渡狀態(tài)高能物質(zhì)，它的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)處于 舊鍵部分?jǐn)嗔?、新鍵部分地形成 ，反應(yīng)分子的 動(dòng)能 大部分暫時(shí)地轉(zhuǎn)變?yōu)?勢(shì)能的狀態(tài)。 ?一級(jí)反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算。Chapter 8 化學(xué)反應(yīng)速率 Chemical kiics 授課對(duì)象 :10級(jí)藥學(xué)本科 掌握內(nèi)容 ?有效碰撞、活化分子、活化能的概念及活化能與活化分子數(shù)對(duì)反應(yīng)速率的影響。 Chemical kiics 化學(xué)動(dòng)力學(xué) ?The area of chemistry that is concerned with the speeds, or rates, at which reactions occur is called chemical kiics 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法 Reaction rate 化學(xué)反應(yīng)速率 Definition : The ratio of the amount of decreasing in reactant or the amount of increasing in product to a specific time interval. 一定時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量與時(shí)間間隔的比值 Unit: mol它即可分解為反應(yīng)物，也可形成生成物。與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，與反應(yīng)物本質(zhì)及溫度有關(guān)。mol1mol1L 1s 1 (1) please calculate how quickly the HbO2 was created in the blood of lung (2) if suffering some kind of disease, V(HbO2)= 104 mol 例 ?某反應(yīng)在 t℃ 時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率為2mols 1 Example The reasons of temperature dependence of reaction rate Collision theory: (1) Increasing temperature increases the fraction of activated molecules and then increases the rate. (leading reason) (2) Increasing temperature increases the kiic energy of the molecules and then increases the rate. (secondary reason) . the deposition reaction of N2O5 Ea=103KJmol1，加入少量碘作催化劑時(shí)，活化能降為 136 KJ Cu 及 200～ 250℃ ↓ CH3CHO ＋ H2 ←C2H5OH→ C2H4＋ H2O ↑ Al2O3及 250～ 300℃ 催化作用理論 ?催化劑能夠加快反應(yīng)速率的根本原因，是由于改變了反應(yīng)途徑，降低了反應(yīng)的活化能。這些化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，全都需要各自獨(dú)特的物質(zhì)進(jìn)行催化，這些物質(zhì)被稱為 —— 酶 ?底物：被酶所催化的物質(zhì) 酶的特征 ?僅在一定的 pH范圍及一定的溫度范圍內(nèi)才能有效地發(fā)揮作用。 ( ) BA cc ?? 2ν k二、選擇題 1. 反應(yīng) 2A + B?C的速率方程式為 ，則速率常數(shù) k的量綱為 ( ) A. (濃度 )?(時(shí)間 ) B. (濃度 )1?(時(shí)間 )1 C. (濃度 )2?(時(shí)間 )1 D. (濃度 )2?(時(shí)間 )1 E. (濃度 )3?(時(shí)間 )1 2. 某反應(yīng) 2A +B ?C，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其速率方程為 ?=kcA?cB，由此可見該反應(yīng)為 ( ) A. 三分子反應(yīng)也是三級(jí)反應(yīng) C. 一級(jí)反應(yīng) ，三級(jí)反應(yīng) E. 三分子反應(yīng)，二級(jí)反應(yīng) BA CC ?? 2ν k3. 某一級(jí)反應(yīng)的半衰期為 ，則該反應(yīng)的速率常數(shù)是 ( ) A. B. C. D. E. 4. 已知反應(yīng) 2A+B?產(chǎn)物 ，則其速率方程式 ( ) A. B. ? = kcA?cB C. D. E. 無(wú)法確定 5. 有兩個(gè)平行反應(yīng) A?? B和 A?? C，如果要提高 B的產(chǎn)率，降低 C的產(chǎn)率，較好的方法是 ( ) A. 增加 A的濃度 B. 控制反應(yīng)溫度 C. 選擇某種催化劑 D. 降低 A的濃度 E. 控制反應(yīng)時(shí)間 BA cc ?? 2k?2Bck??三、填空題 ?1. 實(shí)驗(yàn)表明：在一定溫度范圍內(nèi)，反應(yīng) 2 NO + Cl2?? 2NOCl為元反應(yīng)，則該反應(yīng)的速率方程為 ______，該反應(yīng)的級(jí)數(shù)為________，若其他條件不變，將 NO的濃度增加到原來(lái)的 3倍，則反應(yīng)速率為原速率的 ________。 ?催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)，與反應(yīng)物分子形成了中間產(chǎn)物 —— 活化絡(luò)合物，然后再轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，改變了整個(gè)反應(yīng)途徑。mol1， practical process: CH3CHO+I2→CH3I+HI+CO （ slow， Ea = 136 KJ ( ) 3. 已知反應(yīng) 2A+B?? 產(chǎn)物的速率方程式為 ，故此反應(yīng)為元反應(yīng)。改變了整個(gè)反應(yīng)途徑 表面 結(jié)構(gòu)不規(guī)則 性和 化合價(jià)力不飽和 ，具有吸附別的分子的作用，同時(shí)被吸附分子化學(xué)鍵松弛，舊鍵易于斷裂，降低 Ea 活化中心 ?固態(tài)催化劑易于吸附反應(yīng)物的表面稱為活化中心 ?它僅占全部表面積的極小部分，但催化效率很高 ?使用前一般要活化 ?同一催化劑對(duì)不同化學(xué)反應(yīng)，其活化中心不同 生物催化劑 —— 酶 ?在生物體內(nèi)，不停地進(jìn)行著各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。 ?催化劑的用量小，效率高 ?只要在每升 H2O2中加入 3?g的膠態(tài)鉑，即可顯著促進(jìn) H2O2分解成 H2O和 O2 ?催化劑能加快化學(xué)平衡的到達(dá)，但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，也不能改變平衡常數(shù)的數(shù)值 ?因?yàn)榇呋瘎┎桓淖兎磻?yīng)的始態(tài)和終態(tài)，即不能改變反應(yīng)的 ?G或 ?G ?，因此，催化劑不能使非自發(fā)反應(yīng)變成自發(fā)反應(yīng)。L1s 1， when the temperature increases to (t+40)℃ , how about its rate? Its rate will increase to 2 24 ~ 2 44=32 ~ 512 mol當(dāng) ΔT相同 時(shí)， Ea愈大， 斜率 Ea /T愈大 ，k的 變化程度愈大 Example The following table shows the rate constants for the rearrangement of certain reaction at various temperatures. (a)from these data calculate the activation energy for the reaction.(b) what is the value of the rate constant at ? T/186。L1 37℃ ， k= 106mol1L1， O2 106 molL1 ?正逆向的反應(yīng) k值不一樣（因正逆向 Ea不同） Rate constant : k (1) k: is only dependent on the nature of the reaction and the temperature, is independent on creactant. (2)Comparing the rates of different reactions under the same condition, the greater the k, the greater the rate of the reaction, that is to say, the rate of the reaction depends on the nature of the reaction. (4)For a reversible reaction, different direction of the reaction has different k.(because their Ea are different) (3) The number of k amount to the number of rate when the concentration of every reactant is 1 mol ?碰撞理論：簡(jiǎn)單的把化學(xué)反應(yīng)看成活化分子間碰撞到合適部位即可發(fā)生，未考慮分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化 ?活化過(guò)渡狀態(tài)理論：考慮反應(yīng)時(shí)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化 優(yōu)缺點(diǎn) The effect of the concentration on the reaction rate The expression of reaction rate is connective with the concentration 表達(dá)式就與濃度直接有關(guān) t a n p r o d u c tr e a c tCCvvtt??? ? ???第三節(jié) 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 質(zhì)量作用定律與速率方程式 (law of mass action) 溫度一定時(shí)，元反應(yīng)的反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度以計(jì)量系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比： aA+bB→dD+eE v = k ca(A) cb(B) 例如 v = k c(NO2) c(CO) N O 2 ( g ) + C O ( g ) N O ( g ) + C O 2 ( g ) The rate law (the law of mass action ) When the temperature is fixed , the rate of a elementary reaction is proportional to the product of the molarity of the reactants , each raised to the power of its stoichiometric coefficient in the equation of the elementary reaction . 質(zhì)量作用定律意義 ?溫度一定時(shí)，增加反應(yīng)物濃度可增大反應(yīng)速率 ?碰撞理論解釋：增加了單位體積內(nèi)活化分子分?jǐn)?shù)，從而增加了分子間的有效碰撞次數(shù)，因而使反應(yīng)速率增加 2. 反應(yīng)速率方程式：表示反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的數(shù)學(xué)式稱為反應(yīng)速率方程式。mol1 一般化學(xué)反應(yīng)在此范圍 The Ea of a ordinary chemical rea