1、編輯ppt1 1. 1.理解理解以下概念：化學反應速率、基元反應、以下概念：化學反應速率、基元反應、有效碰撞、活化分子、活化能、反應級數、半衰期、有效碰撞、活化分子、活化能、反應級數、半衰期、催化劑、酶。催化劑、酶。 2. 2.掌握掌握化學反應速率方程式的寫法及具有簡單級化學反應速率方程式的寫法及具有簡單級數反應的特征，數反應的特征，掌握掌握ArrheniusArrhenius方程式的意義及應用。方程式的意義及應用。 3. 3.理解理解碰撞理論和過渡態理論，能用碰撞理碰撞理論和過渡態理論，能用碰撞理論解釋濃度、溫度、催化劑對反應速率的影響。論解釋濃度、溫度、催化劑對反應速率的影響。 4. 4.

2、了解了解催化作用理論及酶催化的特征。催化作用理論及酶催化的特征。編輯ppt2對于一個化學反應，必須研究三個問題：對于一個化學反應，必須研究三個問題：1 1、反應能否自發進行？、反應能否自發進行？方向性問題方向性問題 2 2、給定條件下，有多少反應物最大、給定條件下，有多少反應物最大限度轉化為產物？限度轉化為產物？化學平衡問題化學平衡問題3 3、實現這種轉化需要多長時間？如何轉化？、實現這種轉化需要多長時間？如何轉化？反應速率，反應機理反應速率，反應機理化學熱力學化學熱力學化學動力學化學動力學編輯ppt3化學熱力化學熱力學研究化學反應發生的可能性。學研究化學反應發生的可能性。編輯ppt4 tct

3、c)()(生成物或反應物編輯ppt5A B + Ct (s) 2s 5scA (mol L-1) = - = 0.066 (mol L-1 s-1) 5- 2 是在一個時間間隔內反應體系中某組分濃度的改變量。編輯ppt6I-H2O2 (aq) = H2O(l)+O2(g) = lim - = -dc(H2O2) dt瞬時速率瞬時速率(instantaneous rate) 即縮短時間間隔，令t趨近于零時的速率。即某一時刻的速率。即某一時刻的速率。 c(H2O2) tt 0編輯ppt7dtdcBB1dtNHdcdtHdcdtNdcdtdcBB）（）（）（32221311112NH3N2 +3H2

4、B為反應式中相應物質為反應式中相應物質B的化的化學計量系數。學計量系數。 編輯ppt8NO2（g）+ CO（g）NO（g）+ CO2（g）編輯ppt9ONOOCNNCCONOOOCOOOOONOOCONOOCO碰撞前碰撞碰撞后適當的碰撞方位不適當的碰撞方位碰撞方位和化學反應編輯ppt編輯ppt11由反應物一步就直接轉變為生成物的反應稱由反應物一步就直接轉變為生成物的反應稱為為基元反應基元反應。如：。如：CO（g）+ H2O（g）= CO2（g）+ H2（g）有多個基元反應組成 的編輯ppt12它是由兩步組成的：它是由兩步組成的：（1） I2（g）= 2I（g） 快反應快反應（2） H2（g）+

5、 2I（g）= 2HI（g）慢反應（速率控制步驟）慢反應（速率控制步驟）如元反應：如元反應：NO2（g）+ CO（g）= NO（g）+ CO2（g）根據質量作用定律，反應速率與反應物濃度的關系為：根據質量作用定律，反應速率與反應物濃度的關系為： c（NO2）c（CO）或寫成：或寫成： = kc（NO2）c（CO）編輯ppt13 = kc（NO2）c（CO）編輯ppt142N2O5（g）= 4NO2（g）+ O2（g）實驗證明：實驗證明： c（N2O5）而不是與）而不是與 c2（N2O5）速率方程為：速率方程為： = kc （N2O5）研究表明，上述反應是分步進行的：研究表明，上述反應是分步進行

6、的：（1）N2O5NO2 + NO3 （慢，速率控制步驟）（慢，速率控制步驟）（2）NO3+ NO2 （3）NO + NO3NO + NO2 + O2 （快）（快）2NO2 （快）（快）編輯ppt15C(s)+ O2(g)= CO2(g) = kc(O2) = kc(C12H22O12)如：蔗糖的水解反應：如：蔗糖的水解反應：C12H22O11+H2O = C6H12O6 + C6H12O6Hg(NO3)2 + Hg(l)= Hg2(NO3)2 = kc Hg(NO3)2編輯ppt16例例 測得測得A A與與B B反應生成反應生成C C的有關實驗數據如下：的有關實驗數據如下：實驗實驗序號序號

7、起始濃度起始濃度/（molL-1）反應速率反應速率 /（molL-1min-1AB123451.010-21.010-21.010-22.010-23.010-25.010-41.010-31.510-35.010-45.010-42.510-75.010-77.510-71.010-62.2510-6試寫出該反應的速率方程式。試寫出該反應的速率方程式。 =k c2AcB解：解：編輯ppt17設任一反應：設任一反應：aA + bB產物產物其速率方程式為：其速率方程式為：BAckc編輯ppt18如：如：Cl2（g）+ CO（g）碳催化劑碳催化劑200C5 . 1ClCO2ckc（反應（反應總級數

8、為）總級數為）N2O（g）AuAu0ON2kc（為零級反應）為零級反應）COCl2 （氯化碳酰或光氣）（氯化碳酰或光氣）N2（g）+ 1/2O2（g）編輯ppt191 1、對于反應、對于反應ClCl2 2(g)+2NO(g)(g)+2NO(g) =2NOCl(g)=2NOCl(g)（亞硝酰氯亞硝酰氯 ），實驗，實驗發現，如兩反應物濃度都加倍，則反應速率增至發現，如兩反應物濃度都加倍，則反應速率增至8 8倍。該反倍。該反應的級數是應的級數是A. 0 B. 1 C.2 D.3 E. 1/2 A. 0 B. 1 C.2 D.3 E. 1/2 2 2、已知、已知A+2B= CA+2B= C，則其速率方

9、程式為，則其速率方程式為A. A. = = kckcA Ac cB B2 2 B. B. = = kc kcA Ac cB B C. C. = = k ck cB B2 2D. D. = =k k c c3 3 E. E. 無法確定無法確定 答：（答：（1）D （2）E編輯ppt20kcdtdct0cckdtcdc0lnc = lnc0 ktktcc)ln(ln0設任一反應：設任一反應： aA產物產物則反應速率方程為：則反應速率方程為：編輯ppt21ktcc0lnc = c0e-kt303. 2ktcclg0cctk0ln10lnlncktclnclnct t一級反應的濃度與時間的關系一級反應

10、的濃度與時間的關系lnc = lnc0 k t編輯ppt222ln2/cclnkt002/1k693. 0t2/1例題例題8-2編輯ppt23 已知已知6060C CO O衰變的衰變的t t1/2 1/2 ，放射性，放射性6060C COO所產生的所產生的 射線射線廣泛用于癌癥治療，放射性物質的強度以廣泛用于癌癥治療，放射性物質的強度以cici（居里）表示。（居里）表示。某醫院購買一臺某醫院購買一臺20ci20ci的鈷源，在作用的鈷源，在作用1010年后，還剩多少？年后，還剩多少？解：解：k693. 0t2/112/1a132. 0a26. 5693. 0t693. 0kaaciCocci10

11、132. 0)(20ln1c（Co）編輯ppt24服藥后時間服藥后時間 t/h46810121416血中藥物血中藥物A含量含量/（mgL-1）4.63.93.22.82.52.01.6lg 0.66 0.59 0.51 0.45 0.40 0.30 0.26編輯ppt25 解：（解：（1 1）先求速率常數）先求速率常數k k，一級反應以，一級反應以lg lg 對對t作圖，得直線，見圖作圖，得直線，見圖8-2。求。求斜率。斜率。編輯ppt261h0382. 0h4h166 . 4lg6 . 1lg斜率k =2.303（0.0382 h-1）=0.088 h-1t1/2= 0.693 / kh-1

12、 h （2）由圖）由圖8-2中可以看出，中可以看出，t = 0h 時，時，lgc0，最低，最低有效濃度的，就可以計算出第二次注射有效濃度的，就可以計算出第二次注射的時間：的時間：hhkcct3 . 6088. 0)57. 081. 0(303. 2)lg(lg303. 210編輯ppt27有兩種情況有兩種情況（1） A+A（2） A+B2kcdtdc積分可得：積分可得：t0cc2dtkcdc0ktc1c10產物產物產物產物編輯ppt28 （1 1） 以以1/1/c c對對t t作圖得一直線，作圖得一直線，斜率為斜率為 k k。0c1ktc1)c1c1(t1k0或寫成：或寫成： 二級反應中濃度與

13、二級反應中濃度與 時間的關系時間的關系02/1kc1t編輯ppt29CHCH3COOC2H5 + NaOH若乙酸乙酯與氫氧化鈉的初始濃度均為，反應若乙酸乙酯與氫氧化鈉的初始濃度均為，反應2020分鐘后，分鐘后，堿的濃度變化了。試求該反應的速率常數和半衰期。堿的濃度變化了。試求該反應的速率常數和半衰期。解：解：)minLmol(52. 6)0100. 0100566. 00100. 01(201)c1c1(t1k110(min)3 .150100. 052. 61kc1t02/1CH3COONa + C2H5OH編輯ppt30kkcdtdc0積分得：積分得：c0 c = k tc = k t +

14、 c0（1 1）c c 對對t t作圖的一直線，斜率為作圖的一直線，斜率為k k。零級反應中濃度與零級反應中濃度與 時間的關系時間的關系（2 2）k k 的單位為的單位為 濃度濃度 時間時間 -1-1。kc5 . 0k2ct002/1編輯ppt31反應級數反應級數 一級反應一級反應 二級反應二級反應 零級反應零級反應基本方程基本方程 lnc0-lnc =kt c c0 0- - c c = =ktkt 直線關系直線關系 lnc對對t 1/c對對t c對對t 斜率斜率 -k k -k 半衰期（半衰期（t1/2） k 1/kc0 c0/2k k的量綱的量綱 時間時間-1 濃度濃度-1 時間時間-1

15、 濃度濃度 時間時間-1 ktc1c10編輯ppt32具有一定能量的分子具有一定能量的分子百分數百分數動能動能T1T2T2 T1圖圖8-4 溫度升高活化分子比率增大溫度升高活化分子比率增大Vant Hoff規則：溫度每升高10，反應速率一般增加24倍。編輯ppt33RT/a-EAek 或或AlnRTEklna （1 1）對某一反應，）對某一反應， E Ea a為一常數，溫度升高，為一常數，溫度升高， 增大，則增大，則k k值也增大，反應速率加快，這說明了溫度對反應值也增大，反應速率加快，這說明了溫度對反應速率的影響。速率的影響。RT/a-Ee編輯ppt34RT/a-Ee編輯ppt35AlnRT

16、Ekln1a1AlnRTEkln2a2兩式相減得：兩式相減得：）（）（1212a21a12TTTTRET1T1REkkln）（1212a12TTTTR303. 2Ekklg121221lnkkTTTTREa）（或或例題例題8-3編輯ppt36 COCO（CHCH2 2COOHCOOH）2 2在水溶液中的分解反應，在水溶液中的分解反應，10 10 時時k k1010 = 1.08 = 1.081010-4-4s s-1-1，60 60 時時k k6060 = 5.48 = 5.481010-2-2s s-1-1，試求反應的活化能及試求反應的活化能及30 30 的反應速率常數的反應速率常數k k3

17、030。解：已知解：已知T1= 283K時，時，k1= 1.0810-4s-1； T2= 333K時，時，k2= 5.4810-2s-1；R =8.314JK-1mol-1。)(6 .971008. 11048. 5ln283333333283314. 8ln142121221molkJkkTTTTREa）（）（編輯ppt37）（30328328330310314. 86 .971008. 1ln3430kk30 = 1.67103（s-1） 實實驗值驗值k30 = 1.63103（s-1），與計算值相當符合。），與計算值相當符合。編輯ppt38編輯ppt392KMnO4+3H2SO4 + 5

18、H2C2O4= 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 10CO2 1.1.催化劑在化學反應前后的質量和組成不變。催化劑在化學反應前后的質量和組成不變。 2.2.催化劑用量少，但對反應速率的影響大。催化劑用量少，但對反應速率的影響大。 3.3.催化劑能加快正反應速率，也能加快逆反應速率，催化劑能加快正反應速率，也能加快逆反應速率，編輯ppt40C2H5OHCuCu200250Al2O3250300CH3CHO + H2C2H4 + H2O編輯ppt41A+B+CAC+BAB+CEE1E2（1）（2）能能 量量反應進程反應進程圖圖8-6 催化作用的能量圖催化作用的能量圖化學反應：化學反應

19、：A+B所需活化能為所需活化能為E在催化劑在催化劑C的的參與下參與下（1）A+C AC（）（2）AC+B AB+C （）ABE1+ E2編輯ppt42酶除了具有一般催化劑的特性外，還具有酶除了具有一般催化劑的特性外，還具有下列特征下列特征：編輯ppt432. 2.具有很高的催化活性。具有很高的催化活性。編輯ppt449. 9. 形成光化學煙霧的化學反應之一是形成光化學煙霧的化學反應之一是OO3 3(g) + NO(g)(g) + NO(g)OO2 2(g) + NO(g) + NO2 2(g)(g)。己知此反應對。己知此反應對OO3 3和和NONO都是一級，且速率都是一級，且速率常數為常數為

20、10107 mol7 mol-1-1 L L s s-1-1。試計算當受污染的空氣中。試計算當受污染的空氣中c c(O(O3 3) = ) = c c(NO) = 5.0(NO) = 5.0 1010-8-8 mol mol L L11時，時，(1) NO(1) NO生成的初速率生成的初速率 (2) (2) 反應的半衰期反應的半衰期 (3) 5(3) 5個半衰期后的個半衰期后的c c(NO)(NO)。 解：（1） = kc(O3)c(NO)= 1.2 107 mol-1Ls-1 (5.0 10-8 molL-1)2 = 3.0 10-8 molL-1s-1編輯ppt45sct7 . 1Lmol100 .