第3章化学反应速率

第3章化学反应速率的思维导图，导图介绍了化学反应速率的概念、速率方程、反应速率理论和反应机理、催化剂与催化作用等几个方面的内容

化学反应速率

• 化学反应速率的概念
  • 定义：化学反应中某一物理量随时间的变化率
  • 平均速率
  • 瞬时速率
• 速率方程
  • 化学反应速率方程
    • 指数不一定是a,b（基元反应成立）
      • 通过实验测定
    • 反应级数为
    • k：反应速率系数
      • 单位随指数改变
      • k受温度影响，通常T增大k增大
      • k的单位可以反应速率方程的级数
    • 0级反应不一定浓度更大速率更大
  • 初始速率法
    • 改变一种反应物浓度，保持其他反应物浓度不变，确定初始的瞬时速率
    • 根据...数据可推知，r与...成正比，推得...
  • 浓度与时间的定量关系
    • 只有一种反应物的一级反应：
      • 其斜率为-k，截距为
    • 半衰期
      • 一级反应：
        • 与初始浓度无关
        • 可根据半衰期确定反应级数
• Arrhenius方程
  • 反应速率系数与温度关系
  • 应用
    • 计算反应的活化能
    • 由Ea计算反应速率系数k
    • 对Arrhenius方程进一步分析
      • 室温下，Ea每增加4kJ/mol，k降低约80%
      • T增大k增大，一般每升高10℃，k增大2~10倍
      • 在较低温度下进行的反应，采用加热提高反应速度更有效
      • 升高相同温度，Ea大的k增加倍数大，即加热升温对进行得慢的反应加速效果更明显
• 反应速率理论和反应机理
  • 碰撞理论
  • 活化络合物理论
  • 活化能与反应速率
  • 反应机理与元反应
    • 元反应：由反应物只经一步直接生成产物
    • 复合反应：反应速率的控制步骤：反应机理中最慢的元反应
• 催化剂与催化作用
  • 基本特征（4）
    • 只催化热力学上能发生的反应
    • 只改变反应途径，不改变始态终态
    • 选择性
    • 特定条件体现活性（失活，催化剂中毒）
  • 均相催化与多相催化
  • 酶催化