1、化學(xué)反應(yīng)速率和限度第五章第五章 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率難點(diǎn)：難點(diǎn)：活化能，活化分子，碰撞理論，過(guò)渡狀態(tài)理論活化能，活化分子，碰撞理論，過(guò)渡狀態(tài)理論化學(xué)反應(yīng)速率和限度 化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究化學(xué)反應(yīng)的速率和反應(yīng)的機(jī)理以及溫度、壓力、催化劑、溶劑和光照等外界因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，把熱力學(xué)的反應(yīng)可能性變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)性。例如：動(dòng)力學(xué)認(rèn)為：需一定的T，p和催化劑點(diǎn)火，加溫或催化劑化學(xué)反應(yīng)速率和限度一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率1 平均速率 對(duì)化學(xué)反應(yīng)，若在等容條件下，單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物的減少或生成物的增

2、加tcttccvi1212單位：mol.L-1.時(shí)間化學(xué)反應(yīng)速率和限度1212p1212R)PP( )RR(ttrttr它不能確切反映速率的變化情況，只提供了一個(gè)平均值，用處不大。化學(xué)反應(yīng)速率和限度2 瞬時(shí)速率 在濃度隨時(shí)間變化的圖上，在時(shí)間t 時(shí)，作交點(diǎn)的切線，就得到 t 時(shí)刻的瞬時(shí)速率。顯然，反應(yīng)剛開(kāi)始，速率大，然后不斷減小，體現(xiàn)了反應(yīng)速率變化的實(shí)際情況。trtrdPddRdPRpR化學(xué)反應(yīng)速率和限度化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)： aA + bB = gG + dD 化學(xué)反應(yīng)速率為：化學(xué)反應(yīng)速率為： d dt td dc cd dd dt td dc cg gd dt td dc cb bd dt t

3、d dc ca aD D1 1G G1 1B B1 1A A1 1v化學(xué)反應(yīng)速率和限度反應(yīng)速率：反應(yīng)速率： 某一時(shí)刻的反應(yīng)速率、瞬時(shí)速率；平均速率 = B 1(cB/t)用反應(yīng)中的任何物質(zhì)表示反應(yīng)速率， 數(shù)值上都是一樣的； 瞬時(shí)速率的測(cè)定可以由作圖法得到。化學(xué)反應(yīng)速率和限度二、1、化學(xué)反應(yīng)歷程（機(jī)理）、化學(xué)反應(yīng)歷程（機(jī)理） 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下，反應(yīng)物變成生一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下，反應(yīng)物變成生成物實(shí)際經(jīng)過(guò)的途徑成物實(shí)際經(jīng)過(guò)的途徑基元反應(yīng)：在反應(yīng)中反應(yīng)物分子直接轉(zhuǎn)化成生成物基元反應(yīng)：在反應(yīng)中反應(yīng)物分子直接轉(zhuǎn)化成生成物 的反應(yīng)的反應(yīng)簡(jiǎn)單反應(yīng)簡(jiǎn)單反應(yīng)復(fù)雜反應(yīng)：在反應(yīng)中反應(yīng)物分子經(jīng)過(guò)多步才轉(zhuǎn)

4、化成生復(fù)雜反應(yīng)：在反應(yīng)中反應(yīng)物分子經(jīng)過(guò)多步才轉(zhuǎn)化成生 成物的反應(yīng)成物的反應(yīng)-非基元反應(yīng)非基元反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率和限度CO(g) + NO2(g) = CO2(g) + NO(g)基元反應(yīng)非基元反應(yīng)H2(g) + I2(g) = 2HI(g)I2(g) =2 I(g) 快H2(g) + 2I(g) = 2HI(g) 慢化學(xué)反應(yīng)速率和限度2 2、化學(xué)反應(yīng)速率理論、化學(xué)反應(yīng)速率理論 化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的必要條件是反應(yīng)物分化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的必要條件是反應(yīng)物分子（或原子、離子）間的碰撞。子（或原子、離子）間的碰撞。 只有極少數(shù)活化分子的碰撞才能發(fā)生化只有極少數(shù)活化分子的碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，稱學(xué)反應(yīng)，稱“有效碰撞有

5、效碰撞”；活化分子活化分子是反應(yīng)是反應(yīng)物分子中能量較高的分子，其比例很小；物分子中能量較高的分子，其比例很小；（1 1）有效碰撞理論）有效碰撞理論化學(xué)反應(yīng)速率和限度理論要點(diǎn)：理論要點(diǎn)：有效碰撞：能發(fā)生反應(yīng)的碰撞有效碰撞：能發(fā)生反應(yīng)的碰撞活化分子：具有較大的動(dòng)能并且能發(fā)生活化分子：具有較大的動(dòng)能并且能發(fā)生 有效碰撞的分子有效碰撞的分子活化能：活化分子所具有的最低能量與活化能：活化分子所具有的最低能量與 反應(yīng)物分子的平均能量之差反應(yīng)物分子的平均能量之差其他條件相同時(shí)，活化能越低的化學(xué)反其他條件相同時(shí)，活化能越低的化學(xué)反 應(yīng)，反應(yīng)速率越高。應(yīng)，反應(yīng)速率越高。化學(xué)反應(yīng)速率和限度平平ECE活活E分子分?jǐn)?shù)

6、分子分?jǐn)?shù)%分子的能量分布曲線分子的能量分布曲線0E Ea a = E = E( (最低最低) )- - E E( (平平) ) 活化能是化學(xué)反應(yīng)的活化能是化學(xué)反應(yīng)的“能壘能壘”，E Ea a越高，反越高，反應(yīng)越慢；應(yīng)越慢；Ea a越低，反應(yīng)越低，反應(yīng)越快。越快。Ea a可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。測(cè)定。RTEaef活化活化分子分子化學(xué)反應(yīng)速率和限度 反應(yīng)速率與反應(yīng)速率與碰撞頻率碰撞頻率Z，分子有效，分子有效碰撞分?jǐn)?shù)碰撞分?jǐn)?shù)f，以，以及及方位因子方位因子p有關(guān)有關(guān)一般化學(xué)反應(yīng)的活化能約在一般化學(xué)反應(yīng)的活化能約在40400 kj.mol-1之間之間多數(shù)化學(xué)反應(yīng)的活化能約在多數(shù)化學(xué)反應(yīng)的活化能約在

7、60250 kj.mol-1之間之間反應(yīng)的活化能小于反應(yīng)的活化能小于 40 kj.mol-1時(shí)，反應(yīng)速度很快時(shí)，反應(yīng)速度很快反應(yīng)的活化能大于反應(yīng)的活化能大于 400 kj.mol-1時(shí)，反應(yīng)速度很慢時(shí)，反應(yīng)速度很慢中和化學(xué)反應(yīng)的活化能約在中和化學(xué)反應(yīng)的活化能約在1325 kj.mol-1之間之間化學(xué)反應(yīng)速率和限度例例 NO2(g) + F2 (g) 2NO2F (g) NO2 + F2 NO2F + F (慢反應(yīng)慢反應(yīng)) F + NO2 = NO2F (快反應(yīng)快反應(yīng))反應(yīng)速率有第步反應(yīng)決定。反應(yīng)速率有第步反應(yīng)決定。氣體反應(yīng)速率取決于三種因素：氣體反應(yīng)速率取決于三種因素： 反應(yīng)速率反應(yīng)速率=正確

8、取向的碰撞分?jǐn)?shù)正確取向的碰撞分?jǐn)?shù)(p) 具有足夠動(dòng)能具有足夠動(dòng)能的碰撞分?jǐn)?shù)的碰撞分?jǐn)?shù)(f ) 氣體分子碰撞頻率(Z)ABZfPv化學(xué)反應(yīng)速率和限度 碰撞理論采用硬球模型和經(jīng)典力學(xué)（分子運(yùn)動(dòng)論）為基礎(chǔ)，建立了一個(gè)清晰的反應(yīng)圖像。但不考慮分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和碰撞過(guò)程分子內(nèi)部能量的傳遞和變化。 過(guò)渡態(tài)理論 ( transition state theory, TST) ，又稱活化絡(luò)合物理論，是1935 年后由 Eyring （埃林）和 Polanyi （波蘭尼）等人在統(tǒng)計(jì)力學(xué)和量子力學(xué)的基礎(chǔ)上提出的。要點(diǎn)：在反應(yīng)物相互接近時(shí)，要經(jīng)過(guò)一個(gè)中間過(guò)渡狀態(tài)，即形成所謂的活化絡(luò)合物，活化絡(luò)合物既可以分解為反應(yīng)物分

9、子，也可以分解為產(chǎn)物分子。活化絡(luò)合物和反應(yīng)物(或生成物)存在能壘，這一能壘被稱為正反應(yīng)（或逆反應(yīng)）的活化能 （2）過(guò)渡態(tài)理論）過(guò)渡態(tài)理論化學(xué)反應(yīng)速率和限度反應(yīng)的活化能濃度、溫度、催化劑 對(duì)于簡(jiǎn)單反應(yīng)，反應(yīng)物分子在有效碰撞中經(jīng)過(guò)一次化學(xué)變化經(jīng)過(guò)一次化學(xué)變化就能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。可由質(zhì)量作用定律描述。 第二節(jié) 影響反應(yīng)速率的因素化學(xué)反應(yīng)速率和限度CO(g) + NO2(g) = CO2(g) + NO(g)基元反應(yīng)非基元反應(yīng)H2(g) + I2(g) = 2HI(g)I2(g) =2 I(g) 快H2(g) + 2I(g) = 2HI(g) 慢（速控步驟）化學(xué)反應(yīng)速率和限度（二）反應(yīng)分子數(shù)在基元反

10、應(yīng)中，同時(shí)直接參加反應(yīng)的粒子的數(shù)目，叫做反應(yīng)分子數(shù)。單分子反應(yīng)SO2Cl2=SO2+Cl2 雙分子反應(yīng) NO2+CO= NO +CO2三分子反應(yīng) 2I+H2=2HI基元反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率和限度 在一定溫度下在一定溫度下, ,對(duì)某一對(duì)某一基元反應(yīng)基元反應(yīng), ,其其反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度( (以化學(xué)方程式以化學(xué)方程式中該物質(zhì)的計(jì)量數(shù)為指數(shù)中該物質(zhì)的計(jì)量數(shù)為指數(shù)) )的乘積成正比。的乘積成正比。如：如：aA + bB = gG + dD 為為基元反應(yīng)基元反應(yīng)，則則: : B BA Ab ba ac ck kc cv稱作質(zhì)量作用定律數(shù)學(xué)表達(dá)式。稱作質(zhì)量作用定律數(shù)學(xué)表達(dá)式。化學(xué)反應(yīng)速

11、率和限度而對(duì)于而對(duì)于非基元反應(yīng)非基元反應(yīng)，有：，有： B Bn nA Am mc ck kc cv稱作反應(yīng)速率方程式。其中稱作反應(yīng)速率方程式。其中m m、n n要要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。（a+ba+b）或（）或（m+nm+n）稱為）稱為反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù)；化學(xué)反應(yīng)速率和限度 例2、 324282ISO2I3OS非基元反應(yīng) )(282 IOSkv對(duì) 282OS1級(jí)反應(yīng)， I1級(jí)反應(yīng)，該反應(yīng)為2級(jí)反應(yīng)。 例3、 )g(O21) l (OH)aq(OH2222 1級(jí)反應(yīng) 例4、核裂變 226 222 4 Ra Rn + He 88 86 2 1級(jí)反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)速率和限度 k k與溫度、催化劑

12、有關(guān)與溫度、催化劑有關(guān)，而與濃度無(wú)關(guān)對(duì)，而與濃度無(wú)關(guān)對(duì)于于n n級(jí)反應(yīng)其級(jí)反應(yīng)其單位單位是是(mol(mol dmdm-3 -3) )(n-1)(n-1) s s-1 -1 k k 稱為稱為反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù), , 可用來(lái)表征可用來(lái)表征反應(yīng)的速率。反應(yīng)的速率。： 表示了反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系；表示了反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系； 零級(jí)反應(yīng)表示了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)零級(jí)反應(yīng)表示了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率和限度零級(jí)反應(yīng): = k(cA)0 k的量綱為moldm-3s-1一級(jí)反應(yīng): = kcA； k的量綱為s-1二級(jí)反應(yīng): = k(cA)2 k的量綱為mol-1dm3s-

13、1 可用氣體分壓表示 2NO2 2NO + O2； ； 或 ； kc kP2NO(2）ckvc2NO(2）Pkvp化學(xué)反應(yīng)速率和限度零級(jí)反應(yīng)零級(jí)反應(yīng) 在一定溫度下，該反應(yīng)的速率與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，為一常在一定溫度下，該反應(yīng)的速率與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，為一常數(shù)，反應(yīng)速率數(shù)，反應(yīng)速率 v = k 。如蔗糖的水解反應(yīng)：。如蔗糖的水解反應(yīng)： C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 （蔗糖） （葡萄糖）（果糖） 水是大量的，在反應(yīng)過(guò)程中可視水的濃度不變，反應(yīng)水是大量的，在反應(yīng)過(guò)程中可視水的濃度不變，反應(yīng)速率只與蔗糖的濃度有關(guān)，而與水的濃度無(wú)關(guān)，即反應(yīng)對(duì)速率只與蔗糖的濃度有關(guān)，而與水

14、的濃度無(wú)關(guān)，即反應(yīng)對(duì)水是零級(jí)水是零級(jí) 化學(xué)反應(yīng)速率和限度氨在金屬鎢的催化下分解為氮和氫的反應(yīng)也是零級(jí)反應(yīng)氨在金屬鎢的催化下分解為氮和氫的反應(yīng)也是零級(jí)反應(yīng) NH3(g) N2(g) + H2(g) v = kco(NH3)21W 對(duì)復(fù)雜反應(yīng)，也有一個(gè)相應(yīng)的速率方程式，但它不是對(duì)復(fù)雜反應(yīng)，也有一個(gè)相應(yīng)的速率方程式，但它不是質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。復(fù)雜反應(yīng)的速率方程式不能質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。復(fù)雜反應(yīng)的速率方程式不能直接根據(jù)化學(xué)方程式寫(xiě)出，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，或根據(jù)定直接根據(jù)化學(xué)方程式寫(xiě)出，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，或根據(jù)定速步驟推導(dǎo)出來(lái)速步驟推導(dǎo)出來(lái) 化學(xué)反應(yīng)速率和限度2N2O5(g) 4NO2(g)

15、 + O2(g) r=kc (N2O5)而不是而不是 r=kc2(N2O5)機(jī)理：機(jī)理：N2O5NO3+NO2（慢）（慢）NO3NO + O2 (快快)NO +NO3 2NO2 （快）（快）化學(xué)反應(yīng)速率和限度0級(jí)反應(yīng)級(jí)反應(yīng)ktcddtcctkc0dd0c0c= ktkckcct22/0002/1化學(xué)反應(yīng)速率和限度一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)kctcddt0dd0tkccccktcc0lncctk0lg303. 2kcckt693. 02/lg303. 2002/1化學(xué)反應(yīng)速率和限度一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)ktcc0lncctk0lg303. 2kcckt693. 02/lg303. 2002/1tkcc303.

16、2lglg0lg(c) t 圖呈圖呈直線直線是是一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)的特征。的特征。半衰期化學(xué)反應(yīng)速率和限度 某藥物在人體中代謝為一級(jí)反應(yīng)，若上午某藥物在人體中代謝為一級(jí)反應(yīng)，若上午8時(shí)經(jīng)時(shí)經(jīng)4，12小時(shí)測(cè)定血藥濃度分別為小時(shí)測(cè)定血藥濃度分別為4.80, 2.22 mg/L. 求求k, t1/2 ,若需保持血藥濃度若需保持血藥濃度3.7mg/L以上，應(yīng)在何時(shí)注射第二針？以上，應(yīng)在何時(shí)注射第二針？解：據(jù)解：據(jù)lg ct為直線，可設(shè)為直線，可設(shè)4小時(shí)時(shí)為起始點(diǎn)小時(shí)時(shí)為起始點(diǎn) )h(1064. 922. 280. 4lg8303. 2lg303. 2120cctk至至3.7mg/L)h(7 . 27 .

17、 380. 4lg1064. 9303. 2lg303. 224tttcckt時(shí)間時(shí)間t=4+2.7 = 6.7 h即從即從8：00算起應(yīng)在約算起應(yīng)在約14：42前注射第二針。前注射第二針。t1/2 = 0.693 /k = 7.19 (h)化學(xué)反應(yīng)速率和限度 碳的放射性同位素14C在自然界樹(shù)木中的分布基本保持為總碳量的1.1010-13 %。某考古隊(duì)在一山洞中發(fā)現(xiàn)一些古代木頭燃燒的灰燼。經(jīng)分析14C的含量為總碳量的9.87 10-14 %，已知14C的半衰期為5700年，計(jì)算該灰燼距今約有多少年。解： t1/2 = 0.693 / k k = 0.693 / 5700 = 1.22 10-4

18、 (年-1) k t = ln c0/c = ln 1.1010-13/ 9.8710-14=0.108 t = 0.108 / 1.22 10-4 = 888 (年)化學(xué)反應(yīng)速率和限度 一般情況下：在一定溫度范圍內(nèi)，對(duì)化學(xué)反應(yīng)溫度每升高10度反應(yīng)速率大約增加到原來(lái)的24倍。其倍數(shù)為反應(yīng)溫度系數(shù)ttkk10：溫度系數(shù)反應(yīng)速率常數(shù):k化學(xué)反應(yīng)速率和限度 當(dāng)溫度從t升高到（t+n*10）時(shí)，則反應(yīng)速率是原來(lái)的 倍。nntntkk10化學(xué)反應(yīng)速率和限度例例1：已知：已知 4，求溫度從，求溫度從20C升溫到升溫到80 C時(shí)，反應(yīng)速率提高了多少倍？時(shí)，反應(yīng)速率提高了多少倍？ 解：根據(jù)解：根據(jù)ntntkk

19、 10409646106 ttkk化學(xué)反應(yīng)速率和限度 1889年瑞典化學(xué)家阿累尼烏斯（年瑞典化學(xué)家阿累尼烏斯（Arrhenius S A）在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，提出了反應(yīng)速率常數(shù)在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，提出了反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的定量關(guān)系式與溫度的定量關(guān)系式 lnAln RTEkaRTEaeAk/ 或或反應(yīng)的指前因子，對(duì)確定的化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)的指前因子，對(duì)確定的化學(xué)反應(yīng) 是一常數(shù)，是一常數(shù)，A與與k同一量綱同一量綱；反應(yīng)活化能反應(yīng)活化能； 8.314 Jmol- -1K- -1 熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度溫度微小的變化將導(dǎo)致溫度微小的變化將導(dǎo)致k值較大的變化。值較大的變化。化學(xué)反應(yīng)速率和限度求出

20、任一溫度下該反應(yīng)的求出任一溫度下該反應(yīng)的k值值 作圖法作圖法 做做 圖圖 斜率斜率 根據(jù)二點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算根據(jù)二點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算 或或ARTEkalg303. 2lg Tk1lg REsa303. 2 221121ln()aEkTTkRTT)(303. 2lg121212TTTTRTEkka 化學(xué)反應(yīng)速率和限度由阿侖尼烏斯公式，得出以下結(jié)論：由阿侖尼烏斯公式，得出以下結(jié)論：（1）對(duì)）對(duì)Ea不同的各化學(xué)反應(yīng)，若不同的各化學(xué)反應(yīng)，若A相近，則相近，則在同一溫度條件下，在同一溫度條件下，Ea越大，越大，k越小。越小。（2）活化能高的化學(xué)反應(yīng)，其速率常數(shù)隨溫）活化能高的化學(xué)反應(yīng)，其速率常數(shù)隨溫度的變化率越大；活化

21、能低的化學(xué)反應(yīng)，速度的變化率越大；活化能低的化學(xué)反應(yīng)，速率常數(shù)隨溫度變化率小。率常數(shù)隨溫度變化率小。化學(xué)反應(yīng)速率和限度催化劑能改變反應(yīng)速率的作用叫催化作用。催化劑能改變反應(yīng)速率的作用叫催化作用。正催化正催化：加速反應(yīng)速率：加速反應(yīng)速率 負(fù)催化負(fù)催化：減慢反應(yīng)速率：減慢反應(yīng)速率 催化作用的實(shí)質(zhì)是改變了反應(yīng)的機(jī)理催化作用的實(shí)質(zhì)是改變了反應(yīng)的機(jī)理，降低了反，降低了反應(yīng)的活化能，因而提高了反應(yīng)速率。應(yīng)的活化能，因而提高了反應(yīng)速率。不改變反應(yīng)的自不改變反應(yīng)的自由能，也不改變平衡常數(shù)由能，也不改變平衡常數(shù)K K；縮短平衡到達(dá)的時(shí)間，；縮短平衡到達(dá)的時(shí)間，加快平衡的到來(lái)。加快平衡的到來(lái)。化學(xué)反應(yīng)速率和限度例

22、（例（P128-12）：某酶催化反應(yīng)的活化能是）：某酶催化反應(yīng)的活化能是50.0kJ.mol-1，估算此反應(yīng)在發(fā)燒至，估算此反應(yīng)在發(fā)燒至40o C的病人的病人體內(nèi)比正常人體內(nèi)比正常人(37o C)加快的倍數(shù)。加快的倍數(shù)。k(313) / k(310) = 1.20ln = k(313) Ea T2 - T1 k(310) R T1T250.0 103 (313 - 310) 8.314 310 313解：= 0.186J mol -1 K-1化學(xué)反應(yīng)速率和限度例例2：301K時(shí)鮮牛奶大約時(shí)鮮牛奶大約4h變酸，但在變酸，但在278K的冰箱中可保持的冰箱中可保持48h。若反應(yīng)速率常若反應(yīng)速率常數(shù)與

23、數(shù)與牛奶牛奶變酸的時(shí)間成反比，計(jì)算變酸的時(shí)間成反比，計(jì)算牛奶牛奶變變酸反應(yīng)的活化能。酸反應(yīng)的活化能。ln = k2 Ea T2 - T1 k1 R T1T2解： k(301) / k(278) = 48 / 4 = 12Ea = ln12 8.314301278 / (301-278) = 75163 J.mol-1 = 75.2kJ.mol-1化學(xué)反應(yīng)速率和限度催化劑催化劑正催化劑正催化劑負(fù)催化劑負(fù)催化劑改變反應(yīng)途徑改變反應(yīng)途徑改變反應(yīng)速率，但反應(yīng)前后改變反應(yīng)速率，但反應(yīng)前后本身組成和質(zhì)量不變的物質(zhì)本身組成和質(zhì)量不變的物質(zhì)改變反應(yīng)的活化能改變反應(yīng)的活化能改變活化分子數(shù)改變活化分子數(shù)反應(yīng)速度反

24、應(yīng)速度化學(xué)反應(yīng)速率和限度 高效性（用量少，作用大）高效性（用量少，作用大） 選擇性選擇性一種催化劑只能催化一種或幾種反應(yīng)；一種催化劑只能催化一種或幾種反應(yīng)；同一反應(yīng)用不同催化劑得到不同產(chǎn)物。同一反應(yīng)用不同催化劑得到不同產(chǎn)物。 反應(yīng)前后組成和質(zhì)量不變反應(yīng)前后組成和質(zhì)量不變特點(diǎn)：特點(diǎn)：(4) (4) 酶的活性要在一定溫度、一定酶的活性要在一定溫度、一定pHpH范圍時(shí)才最大。范圍時(shí)才最大。化學(xué)反應(yīng)速率和限度生物催化劑生物催化劑-酶酶生物體內(nèi)，氧化、還原、合成、降解、水生物體內(nèi)，氧化、還原、合成、降解、水解、基因轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)變等，在酶催化下迅速解、基因轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)變等，在酶催化下迅速完成。完成。化學(xué)反應(yīng)速率和

25、限度例如例如 反應(yīng)反應(yīng) : A+B AB 活化能為活化能為 Ea當(dāng)有催化劑當(dāng)有催化劑Z存在時(shí)，改變了反應(yīng)的途徑，使存在時(shí)，改變了反應(yīng)的途徑，使之分為兩步之分為兩步A+Z AZ （1） 活化能為活化能為E1AZ+B AB+Z （2） 活化能為活化能為E2由于由于E1，E2均小于均小于Ea，所以反應(yīng)加快了。，所以反應(yīng)加快了。化學(xué)反應(yīng)速率和限度催化劑加速反應(yīng)速率往往是很驚人的。例如，用接觸催化劑加速反應(yīng)速率往往是很驚人的。例如，用接觸法生產(chǎn)硫酸，關(guān)鍵的步驟是：法生產(chǎn)硫酸，關(guān)鍵的步驟是： 2SO2 + O2 = 2SO3 催化劑催化劑V2O5可使反應(yīng)速率增大可使反應(yīng)速率增大1億多倍。催化劑在億多倍。催

26、化劑在加速正反應(yīng)的同時(shí)，也以同樣的倍數(shù)加快逆反應(yīng)的速加速正反應(yīng)的同時(shí)，也以同樣的倍數(shù)加快逆反應(yīng)的速率。所以催化劑只能加速化學(xué)平衡的到達(dá)，不能改變率。所以催化劑只能加速化學(xué)平衡的到達(dá)，不能改變化學(xué)平衡的位置。化學(xué)平衡的位置。 此外，還必須指出，催化劑雖可改變反應(yīng)的活此外，還必須指出，催化劑雖可改變反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的化能，但不能改變反應(yīng)的rG。因此對(duì)一個(gè)。因此對(duì)一個(gè)rG0的的反應(yīng)，不能用催化劑促使其自發(fā)。反應(yīng)，不能用催化劑促使其自發(fā)。化學(xué)反應(yīng)速率和限度催化作用的特點(diǎn)：催化作用的特點(diǎn)：1. 物理性質(zhì)在反應(yīng)前后可能有變化。物理性質(zhì)在反應(yīng)前后可能有變化。2 .少量催化劑就能使反應(yīng)速率改變很大。少量催化劑就能使反應(yīng)速率改變很大。3. 同時(shí)加大正逆兩方向的速率，不能影響平衡狀同時(shí)加大正逆兩方向的速率，不能影響平衡狀態(tài)。態(tài)。4 .具有選擇性具有選擇性(例如乙烯的氧化例