第5章-化學(xué)反應(yīng)速率-無動(dòng)畫

第5章化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容：●化學(xué)反應(yīng)的速率；●影響反應(yīng)速率的因素；●控制反應(yīng)速率的方法；●化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理。目的在促進(jìn)有用化學(xué)反應(yīng)的快速進(jìn)行第5章化學(xué)反應(yīng)速率1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。2.理解化學(xué)反應(yīng)速率的理論——碰撞理論、過渡狀態(tài)理論，理解活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系。3.理解基元反應(yīng)、非基元反應(yīng)、反應(yīng)級(jí)數(shù)、反應(yīng)分子數(shù)、反應(yīng)機(jī)理等概念。4.掌握濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的定量關(guān)系——質(zhì)量作用定律的意義及應(yīng)用。5.掌握溫度與反應(yīng)速率的關(guān)系，并能用活化能和活化分子的概念解釋濃度、溫度、催化劑等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。教學(xué)要求：第5章化學(xué)反應(yīng)速率一、反應(yīng)速率理論簡介二、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法三、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響四、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響五、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響教學(xué)內(nèi)容：一、反應(yīng)速率理論簡介1.碰撞理論2.過渡態(tài)理論

1918年路易斯在氣體分子運(yùn)動(dòng)論的基礎(chǔ)上提出化學(xué)反應(yīng)速率的碰撞理論；20世紀(jì)30年代艾林等在量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)上提出反應(yīng)速率的過渡態(tài)理論。1.碰撞理論

反應(yīng)物分子之間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的先決條件，分子碰撞的頻率越高，反應(yīng)速率越大。

1.碰撞理論

碰撞的分子必須具備足夠高的能量，克服分子間電子云的斥力，分子中原子重排，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這些具有足夠高能量的分子稱為活化分子，這個(gè)能量被稱為活化能。活化分子只有采取定向碰撞（有效碰撞）時(shí)，反應(yīng)才能發(fā)生。碰撞能發(fā)生反應(yīng)的條件：（1）能量（2）定向碰撞1.碰撞理論

反應(yīng)速率的大小取決于單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)，有效碰撞的次數(shù)又與反應(yīng)的活化能密切相關(guān)，活化能是決定反應(yīng)速率的內(nèi)在因素。一定溫度下，反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)中活化分子的分?jǐn)?shù)就越小，單位時(shí)間內(nèi)的有效碰撞就越少，反應(yīng)速率就越慢。反之，反應(yīng)的活化能越小，活化分子的分?jǐn)?shù)就越大，反應(yīng)速率就越快?；罨芘c反應(yīng)速率的關(guān)系：2.過渡態(tài)理論碰撞理論直觀簡便，對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜分子反應(yīng)不適用過渡態(tài)理論觀點(diǎn)：（1）先生成活化配合物

具有足夠能量的反應(yīng)物分子相互接近時(shí)，分子中化學(xué)鍵重排，形成活化配合物

的過渡狀態(tài)。（2）再分解形成產(chǎn)物活化配合物能量很高，不穩(wěn)定，易分解，或分解為產(chǎn)物，或分解仍為反應(yīng)物。2.過渡態(tài)理論形成活化配合物

的過渡狀態(tài)需要克服一定的活化能，過渡態(tài)理論考慮了反應(yīng)物分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)狀況，從分子角度更為深刻地解釋了化學(xué)反應(yīng)速率。活化配合物?H2.過渡態(tài)理論NO2與CO反應(yīng)過程勢(shì)能變化圖活化配合物NOOCO134–368=–2342.過渡態(tài)理論

原有的N－O鍵部分破裂，新的O···C鍵部分地形成，然后形成活化絡(luò)合物[ONOCO]，這時(shí)，反應(yīng)分子的大部分動(dòng)能暫時(shí)地轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能。

活化配合物既可以分解成反應(yīng)物NO2和CO，也可以生成產(chǎn)物NO和CO2，是一種過渡態(tài)。當(dāng)活化配合物[ONOCO]

的一個(gè)N－O鍵完全斷開，新形成的O···C鍵進(jìn)一步縮短時(shí)，便生成產(chǎn)物，整個(gè)體系的勢(shì)能降低?；罨浜衔铮?.過渡態(tài)理論正反應(yīng)活化能為134kJ·mol-1，逆反應(yīng)活化能為368kJ·mol-1，正反應(yīng)放熱，?H=–234kJ·mol-1；逆反應(yīng)吸熱，?H=+234kJ·mol-1。

對(duì)于很多反應(yīng)，正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能就等于該反應(yīng)的焓變?H：

?H=E(正)–E(逆)

當(dāng)E(正)＜E(逆)時(shí)，?H＜0，反應(yīng)為放熱反應(yīng)；當(dāng)E(正)＞

E(逆)時(shí)，?H＞0，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)?；罨芘c反應(yīng)熱的關(guān)系：134–368=–2342.過渡態(tài)理論下圖中哪一點(diǎn)代表反應(yīng)的中間產(chǎn)物？哪一點(diǎn)代表活化配合物？活化配合物中間產(chǎn)物產(chǎn)物反應(yīng)物1234勢(shì)能反應(yīng)歷程O例題1一、反應(yīng)速率理論簡介小結(jié)（1）無論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，都要經(jīng)過一個(gè)中間過渡態(tài)，反應(yīng)物分子必須先爬過一個(gè)能峰，即克服反應(yīng)活化能，反應(yīng)才能進(jìn)行。（2）不同的化學(xué)反應(yīng)具有不同的活化能，一定溫度下，反應(yīng)的活化能越大，能峰越高，活化分子數(shù)越少，反應(yīng)速率越慢；反之，活化能越小的反應(yīng)速率越快。（3）活化配合物極不穩(wěn)定，可以分解為產(chǎn)物，也可以分解為反應(yīng)物，反應(yīng)速率取決于活化絡(luò)合物的濃度及其分解頻率。正、逆反應(yīng)活化能之差為反應(yīng)的摩爾焓變。二、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法1.平均速率2.瞬時(shí)速率在一個(gè)特定的反應(yīng)中，反應(yīng)物或生成物的濃度隨時(shí)間的變化率，具有“濃度·

時(shí)間1”的量綱，常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。其單位是mol·L1·s1、mol·L1·min1或mol·L1·h1?；瘜W(xué)反應(yīng)速率（rateofchemicalreaction）1.平均速率式中?t

為時(shí)間變化，?cA或?[A]、?cD或?[D]分別表示?t

時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物A或產(chǎn)物D的濃度變化(方括弧表示濃度)，用反應(yīng)物濃度變化表示的反應(yīng)速率，因其濃度變化值為負(fù)，所以式前用負(fù)號(hào)，以使反應(yīng)速率為正值。

aA

+

bB

=

dD+

eE也可用單位時(shí)間內(nèi)生成物濃度的增加來表示平均速率可用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少來表示平均速率或或1.平均速率在同一時(shí)間間隔內(nèi)，用各反應(yīng)物或各產(chǎn)物濃度來表示反應(yīng)速率的數(shù)值是不相等的；但各組分表示的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各自化學(xué)計(jì)量數(shù)之比：aA

+

bB

=

dD+

eE原則上，用任何一種反應(yīng)物或生成物的濃度變化，均可以表示化學(xué)反應(yīng)速率，但常采用其濃度變化易于測(cè)量的那種物質(zhì)來進(jìn)行研究。

2.瞬時(shí)速率化學(xué)反應(yīng)一般都不是等速變化的，只有瞬時(shí)速率才能表示化學(xué)反應(yīng)中某時(shí)刻的真實(shí)反應(yīng)速率，瞬時(shí)速率是?t

趨近于0時(shí)平均速率的極限值。瞬時(shí)速率的表達(dá)式是濃度對(duì)時(shí)間t的微分，在濃度時(shí)間曲線上某一時(shí)刻的斜率的絕對(duì)值代表該時(shí)刻的瞬時(shí)速率。2.瞬時(shí)速率瞬時(shí)速率是?t

趨近于0時(shí)平均速率的極限值，在濃度時(shí)間曲線上某一時(shí)刻的斜率的絕對(duì)值。

瞬時(shí)速率在高等數(shù)學(xué)中用微分表示為：或2.瞬時(shí)速率與平均速率一樣，在同一時(shí)間，用各反應(yīng)物或各產(chǎn)物濃度的改變來表示的反應(yīng)速率的數(shù)值是不相等的，但各組分表示的瞬時(shí)速率之比等于化學(xué)方程式中各自化學(xué)計(jì)量數(shù)之比：則有：

aA

+

bB

=

dD+

eE2.瞬時(shí)速率

反應(yīng)速率是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，實(shí)驗(yàn)中用化學(xué)方法或物理方法測(cè)定在不同時(shí)刻反應(yīng)物或生成物的濃度，然后通過作圖法，即可求得某一時(shí)刻的反應(yīng)速率。①測(cè)定一組c-t

數(shù)據(jù)，即測(cè)定不同時(shí)刻t

時(shí)某組分的濃度（或分壓）；②以t

為橫坐標(biāo)，c

為縱坐標(biāo)，作c-t曲線；③作任一時(shí)刻t

時(shí)曲線的切線，求得斜率。2.瞬時(shí)速率三、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響

一定溫度下，某一化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物中活化分子的分?jǐn)?shù)是一定的。增加反應(yīng)物濃度，使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，增加了反應(yīng)物分子有效碰撞的次數(shù)，所以反應(yīng)速率增大。一定溫度下，增加反應(yīng)物的濃度可以增大反應(yīng)速率。碰撞理論解釋：1.

基元反應(yīng)2.

速率方程

3.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)

4.

反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系

1.

基元反應(yīng)

反應(yīng)物分子在碰撞中一步直接轉(zhuǎn)化為生成物分子的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)，也稱為簡單反應(yīng)。如下基元反應(yīng)：NO2+CO→NO+CO2SO2Cl2→SO2+Cl22N2O→2N2+O2基元反應(yīng)的反應(yīng)過程中沒有任何中間產(chǎn)物。1.

基元反應(yīng)多數(shù)化學(xué)反應(yīng)不是基元反應(yīng)，而是由兩個(gè)或兩個(gè)以上基元反應(yīng)構(gòu)成的，這樣的化學(xué)反應(yīng)稱為非基元反應(yīng)或復(fù)雜反應(yīng)：H2(g)+I2(g)→2HI(g)I2I+I（1）H2+2I→2HI（2）慢快2.

速率方程把反應(yīng)物濃度同反應(yīng)速率定量地聯(lián)系起來的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為速率方程。對(duì)基元反應(yīng)可直接通過反應(yīng)方程式寫出速率方程：

◆NO2+CO→NO+CO22N2O→2N2+O2或?qū)τ跉怏w反應(yīng)，也可以用氣體的分壓變化表示反應(yīng)速率。2.

速率方程式中：v為反應(yīng)速率；kc

或kp為速率常數(shù)；c或[A]、[B]為濃度；pA和pB為用分壓表示的濃度；a和b分別為反應(yīng)物A和B濃度的指數(shù)；（a+b）稱為該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)。一般基元反應(yīng)的速率方程：aA

+

bB=

dD

+

eE◆（5-1）或或2.

速率方程速率常數(shù)k取決于反應(yīng)的本性，與濃度無關(guān)，它隨溫度變化，溫度升高，k通常增大。不同反應(yīng)具有不同的k值，其他條件相同時(shí)可以用k值的大小衡量反應(yīng)速率，快反應(yīng)具有較大的速率常數(shù)。基元反應(yīng)的反應(yīng)速率與各反應(yīng)物的濃度以其化學(xué)計(jì)量數(shù)為指數(shù)冪的連乘積成正比，這就是基元反應(yīng)的質(zhì)量作用定律。（5-1）aA

+

bB=

dD

+

eE2.

速率方程反應(yīng)的速率方程一般不能簡單地從反應(yīng)的計(jì)量方程式中獲得，它與反應(yīng)機(jī)理有關(guān)，必須由實(shí)驗(yàn)來確定。速率方程中反應(yīng)物A和B的濃度、濃度的冪指數(shù)a和b，以及速率常數(shù)k均可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。只有基元反應(yīng)的速率方程可以依據(jù)反應(yīng)方程式直接寫出，質(zhì)量作用定律

只適用于基元反應(yīng)?！簟?.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)在反應(yīng)速率方程中，各反應(yīng)物濃度的指數(shù)之和稱為該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)。前已提及基元反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)可以直接從反應(yīng)方程式計(jì)算出來，而非基元反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)和速率方程一樣，都必須通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定導(dǎo)出，它們與反應(yīng)方程式?jīng)]有必然的聯(lián)系。反應(yīng)級(jí)數(shù)=(a+b)（5-1）NO2+CO→NO+CO22N2O→2N2+O2反應(yīng)級(jí)數(shù)=2反應(yīng)級(jí)數(shù)=23.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)一些反應(yīng)的速率方程和反應(yīng)級(jí)數(shù)：反應(yīng)反應(yīng)速率方程式反應(yīng)級(jí)數(shù)2Na+2H2O→2NaOH+H2v=kc0NH3→(1/2)N2+(3/2)H2v=kc·[NH3]00SO2Cl2→SO2+Cl2v=kc·[SO2Cl2]1H2+Cl2→2HClv=kc·[H2]·[Cl2]1/23/2CH3CHO→CH4+COv=kc

·[CH3CHO]3/23/2NO2+CO→NO+CO2v=kc

·[NO2]·[CO]22NO+Cl2→2NOClv=kc

·[NO]2·[Cl2]3反應(yīng)級(jí)數(shù)可以是零、整數(shù)、分?jǐn)?shù)，甚至負(fù)數(shù)。反應(yīng)級(jí)數(shù)的大小表示出反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響程度。零級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)。4級(jí)及以上的反應(yīng)不存在。3.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)實(shí)驗(yàn)初始濃度[S2O82–]/(mol·L–1)初始濃度[I-]/(mol·L–1)I2初始濃度的增大/(mol·L–1·min–1)(以I2為基準(zhǔn)的反應(yīng)速率)（1）1.0×10–41.0×10–20.65×10–6（2）2.0×10–41.0×10–21.30×10–6（3）2.0×10–40.5×10–20.65×10–6

解：比較實(shí)驗(yàn)（1）和實(shí)驗(yàn)（2）的數(shù)據(jù)，保持I－濃度不變，將[S2O82–]的濃度增大一倍時(shí)，反應(yīng)速率（表示為I2濃度的增大）也增大一倍，則可確定[S2O82–]濃度的指數(shù)為1。S2O82–(aq)+2I-(aq)→2SO42–(aq)+I2(aq)在25℃時(shí)，由下列反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定反應(yīng)的速率方程和求出速率常數(shù)kc

：例題23.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)實(shí)驗(yàn)初始濃度[S2O82–]/(mol·L–1)初始濃度[I-]/(mol·L–1)I2初始濃度的增大/(mol·L–1·min–1)(以I2為基準(zhǔn)的反應(yīng)速率)（1）1.0×10–41.0×10–20.65×10–6（2）2.0×10–41.0×10–21.30×10–6（3）2.0×10–40.5×10–20.65×10–6

解：比較實(shí)驗(yàn)（3）和實(shí)驗(yàn)（2）的數(shù)據(jù)，保持[S2O82–]濃度不變，將[I－]的濃度增大一倍時(shí)，反應(yīng)速率（表示為I2濃度的增大）也增大一倍，則可確定[I－]濃度的指數(shù)也為1。S2O82–(aq)+2I-(aq)→2SO42–(aq)+I2(aq)在25℃時(shí)，由下列反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定反應(yīng)的速率方程和求出速率常數(shù)kc

：例題23.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)實(shí)驗(yàn)初始濃度[S2O82–]/(mol·L–1)初始濃度[I-]/(mol·L–1)I2初始濃度的增大/(mol·L–1·min–1)(以I2為基準(zhǔn)的反應(yīng)速率)（1）1.0×10–41.0×10–20.65×10–6（2）2.0×10–41.0×10–21.30×10–6（3）2.0×10–40.5×10–20.65×10–6

解：于是可以斷定這個(gè)反應(yīng)對(duì)S2O82–

是一級(jí)的，對(duì)于I－也是一級(jí)的，對(duì)整個(gè)反應(yīng)來說是二級(jí)的，速率方程為：v=kc·[S2O82–]·[I－]S2O82–(aq)+2I-(aq)→2SO42–(aq)+I2(aq)在25℃時(shí)，由下列反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定反應(yīng)的速率方程和求出速率常數(shù)kc

：例題23.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)實(shí)驗(yàn)初始濃度[S2O82–]/(mol·L–1)初始濃度[I-]/(mol·L–1)I2初始濃度的增大/(mol·L–1·min–1)(以I2為基準(zhǔn)的反應(yīng)速率)（1）1.0×10–41.0×10–20.65×10–6（2）2.0×10–41.0×10–21.30×10–6（3）2.0×10–40.5×10–20.65×10–6

解：將表中任一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)帶入速率方程，即可求得kc0.65×10

–6=kc(1.0×10–4)×(1.0×10–2)S2O82–(aq)+2I-(aq)→2SO42–(aq)+I2(aq)kc=0.65(mol

–1·L·min

–1)在25℃時(shí)，由下列反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定反應(yīng)的速率方程和求出速率常數(shù)kc

：例題23.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)實(shí)驗(yàn)c

(H2PO2-)/(mol·L–1)c

(OH-)/(mol·L–1)v/(mol·L–1·s–1)①0.100.105.30×10–9②0.500.102.67×10–8③0.500.404.25×10–7在堿性溶液中，次磷酸根(H2PO2-)分解為亞磷

H2PO2-(aq)+OH-(aq)→HPO32–(aq)+H2(g)酸根(HPO32–)和氫氣，一定溫度下，實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列數(shù)據(jù)：試求：（1）反應(yīng)的速率方程；（2）反應(yīng)的速率常數(shù)kc

；（3）當(dāng)c

(H2PO2-)=c

(OH-)=0.20mol·L–1時(shí)反應(yīng)的反應(yīng)速率v。例題33.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)解：

●設(shè)a和b分別為對(duì)于次磷酸根(H2PO2-)和OH-濃度的指數(shù)，假設(shè)該反應(yīng)的速率方程為：（1）求反應(yīng)的速率方程；v=kc·[H2PO2-]a·[OH-]b●把三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別代入到上述假設(shè)的速率方程中，求出a和b的值，確定反應(yīng)級(jí)數(shù)，得到反應(yīng)的真實(shí)速率方程。①

5.30×10–9=kc·[0.10]a·[0.10]b②2.67×10–8=kc·[0.50]a·[0.10]b③4.25×10–7=kc·[0.50]a·[0.40]b3.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)解：

●②÷①，求出a：（1）求反應(yīng)的速率方程；①

5.30×10–9=kc·[0.10]a·[0.10]b②2.67×10–8=kc·[0.50]a·[0.10]ba=1●③÷②，求出b：③4.25×10–7=kc·[0.50]a·[0.40]b②2.67×10–8=kc·[0.50]a·[0.10]bb=2●

反應(yīng)的速率方程為：v=kc·[H2PO2-]·[OH-]2反應(yīng)級(jí)數(shù)為3，對(duì)次磷酸根H2PO2-是一級(jí)，對(duì)OH-是二級(jí)。3.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)解：

●將表中任意一組數(shù)據(jù)代入速率方程中，可求得kc

：（2）求反應(yīng)的速率常數(shù)kc；v=kc·[H2PO2-]·[OH-]2k的量綱取決于反應(yīng)級(jí)數(shù)。若時(shí)間單位用s，k的單位與反應(yīng)級(jí)數(shù)關(guān)系為：0級(jí)為mol·L1·s1，1級(jí)為s1，2級(jí)為mol1·L·s1，3級(jí)為mol2·L2·s1。kc

=[H2PO2-]·[OH-]2vkc

=0.10mol·L1×(0.10mol·L1)25.30×109mol·L1·s

1=5.3×106mol2·L2·s

13.

反應(yīng)的級(jí)數(shù)解：

●將（3）中數(shù)據(jù)代入速率方程中，可求得v：（3）求出當(dāng)c

(H2PO2-)=c

(OH-)=0.20mol·L–1時(shí)的反應(yīng)速率v。v=kc·[H2PO2-]·[OH-]2=5.3×106×0.2×(0.2)2=4.2×108(mol·L1·s1)4.

反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系

速率方程只表明了濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，在實(shí)際工作中往往更關(guān)注反應(yīng)物或生成物的濃度如何隨反應(yīng)時(shí)間而變化。反應(yīng)的級(jí)數(shù)不同，濃度與時(shí)間的關(guān)系就不同，以下述一級(jí)反應(yīng)為例，僅介紹簡單一級(jí)反應(yīng)的這種關(guān)系。SO2Cl2→SO2+Cl2或的速率方程4.

反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系其速率方程的微分表達(dá)式為：

將上式重排：對(duì)上式兩邊進(jìn)行定積分運(yùn)算：得到lnc–lnc0=–k

t4.

反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系（5-2）式表示了反應(yīng)物濃度c與時(shí)間t之間的關(guān)系，式中，c0為反應(yīng)物的初始濃度，c為反應(yīng)物在時(shí)間t時(shí)的濃度。

（5-2）使用常用對(duì)數(shù)形式得到（5-2）式：用積分的方法求得了一級(jí)反應(yīng)速率方程的積分表達(dá)式。4.

反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系

（5-3）式給出了速率常數(shù)k和半衰期t

之間的關(guān)系。一級(jí)反應(yīng)的半衰期公式與反應(yīng)物的初始濃度無關(guān)，這是一級(jí)反應(yīng)的特征。對(duì)一級(jí)反應(yīng)，知道了反應(yīng)的速率常數(shù)

k就可以求出反應(yīng)的半衰期，同理，知道了反應(yīng)的半衰期，也可以求出反應(yīng)的速率常數(shù)k。12反應(yīng)物消耗掉一半所需的時(shí)間稱為半衰期，可用t表示。以帶入（5-2）式，可得：12c

=c02（5-3）4.

反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系蔗糖的水解是典型的一級(jí)反應(yīng)，某溫度下，

解：用（5-2）式求得300min時(shí)蔗糖的濃度c：初始濃度c0=0.5mol·L–1的蔗糖溶液在稀鹽酸催化下水解,已知速率常數(shù)kc=5.32×10–3min–1，求（1）300min時(shí)溶液中蔗糖的濃度；（2）蔗糖水解掉一半所需的時(shí)間。C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6葡萄糖果糖將c0、kc、300min代入到上式中，即可求得

c=0.10mol·L–1例題44.

反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系蔗糖的水解是典型的一級(jí)反應(yīng)，某溫度下，

用（5-3）式求蔗糖水解掉一半所需的時(shí)間t：初始濃度c0=0.5mol·L–1的蔗糖溶液在稀鹽酸催化下水解,已知速率常數(shù)kc=5.32×10–3min–1，求（1）300min時(shí)溶液中蔗糖的濃度；（2）蔗糖水解掉一半所需的時(shí)間。C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6葡萄糖果糖將kc值代入到上式中，即可求得

t=130min12解：例題4四、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響溫度能顯著地影響反應(yīng)速率，絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)，無論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，其反應(yīng)速率都隨溫度的升高而增大。四、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響溫度能顯著地影響反應(yīng)速率，絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)，無論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，其反應(yīng)速率都隨溫度的升高而增大。四、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響T2＞T1溫度升高，活化分子分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞的分?jǐn)?shù)增加，使反應(yīng)速率大大加快。

四、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響主要體現(xiàn)在對(duì)速率常數(shù)k的影響上。1889年瑞典物理化學(xué)家阿侖尼烏斯總結(jié)了大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)，提出一個(gè)較為精確的描述反應(yīng)速率與溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。SvanteAugustArrhenius阿侖尼烏斯1859－1927四、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響k

反應(yīng)速率常數(shù)，一個(gè)溫度函數(shù)，隨溫度而變；A指前因子或頻率因子常數(shù)；e

自然對(duì)數(shù)的底（e=2.718）；T

熱力學(xué)溫度；Ea

反應(yīng)的活化能；R摩爾氣體常數(shù)（8.314J·mol1·K–1）。（5-4）阿侖尼烏斯方程：四、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響阿侖尼烏斯方程：速率常數(shù)k與熱力學(xué)溫度T成指數(shù)關(guān)系，溫度的微小變化，將導(dǎo)致k值的較大變化，尤其是活化能Ea較大時(shí)更是如此。溫度與反應(yīng)速率的關(guān)系為：溫度升高，速率常數(shù)k

增大，反應(yīng)速率加快。（5-4）四、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

如果某反應(yīng)在溫度T1和T2時(shí)的速率常數(shù)分別為k1和k2，活化能Ea在T1至T2的溫度范圍內(nèi)可以視為常數(shù)，由（5-5）式可以導(dǎo)出：

（5-5）（5-6）阿侖尼烏斯方程的對(duì)數(shù)形式：四、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響（1）改變反應(yīng)溫度，改變了反應(yīng)中活化分子的分?jǐn)?shù)，但并沒有改變反應(yīng)的活化能。（2）無論吸熱反應(yīng)還