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第七章化学反应速率
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例7-1 在酸的存在下蔗糖的反应中,偏光计的读数at如下:
t/(min)
0
30
90
150
330
630
¥
at





-
-
这个反应是一级反应,求反应速率常数。
解1 对一级反应,不仅反应物的浓度本身,如果有和浓度成比例的量,则可以用来代替浓度。at是蔗糖溶液的偏振面转过的角度,在t = 0时溶液中只存在蔗糖,在t = ¥时蔗糖应该完全消失,而在公式lncA=lncA0-kt中,和cA0成比例的量是a0-a¥,和cA成比例的量是at-a∞,因此可以用ln(at-a¥)=ln(a0-a¥)-kt计算各时刻的k。
解2 采用作图法,以lg(at-a¥)对t作图,得一直线,其斜率b = -k/。
t/min
0
30
90
150
330
630
at-a¥






lg(at-a¥)






则k = -´b 又b = - ,所以
k = ´ = ´10-3min-1
例7-2科学工作者已经研制出人造血红细胞。这种血红细胞从体内循环中被清除的反应是一级反应,。如果一个事故的受害者血红细胞已经被人造血红细胞所取代,,这时其体内的人造血红细胞占输入的人造血红细胞的分数是多少?
解对于一级反应,
根据一级反应积分速率方程式,即可计算所求人造血红细胞分数。
例7-3 尿素的水解反应为
CO(NH2)2 + H2O ¾®2NH3 + CO2
25°C无酶存在时,反应的活化能为120kJ× mol-1,当有尿素酶存在时,反应的活化能降为46 kJ× mol-1,´1012倍,试计算无酶存在时,温度要升到何值才能达到酶催化时的速率?
解浓度一定时,反应速率之比也即速率常数之比
相关知识介绍
温度对反应速率的影响与活化能的大小有关。另外对同一反应而言温度较低时,速率常数受温度的影响比在温度较高时显著,这可从以下例子中说明。
例若反应1 Ea1 = kJ× mol-1 A1 = ´1013s-1
反应2 Ea2 = kJ× mol-1 A2 = ´1014s-1
把反应温度从300K提高到310K,反应1和反应2的速率常数各增大多少倍?
把反应2的反应温度从700K提高到710K,反应速率常数将增大多少倍?
解(1) 通过 k = Ae -Ea/RT
计算得:反应1在300K时的k1 = ´10-5s-1
在310K时的k1’= ´10-4s-1
反应2在300K时的k2 = ´10-29s-1
在310K时的k2’= ´10-28s-1
可见在A相差不大的情况下,活化能不同的反应,其反应速率常数随温度的变化差别很大,活化能较小的反应1,温度升高10K,,而活化能较大的反应2,温度同样升高10K,速率常数却增大24倍
当温度从700K升至710K时,反应2的速率常数分别为:
k(700K)= ´10-5s-1
k(710K)= ´10-4s-1
可见对同一反应2,从较低温度300K升至310K时,反应速率增加24倍,而从较高温度700K升至710K时,同样升高10K,。
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一、判断题(对的打√,错的打×,共10分)
1. 对同一反应,用反应进度表示时不论用何种物质(反应物或产物)来表示反应速率,其数值大小是一样的。( )
2. 某反应A¾®B,当A浓度增加1倍时,反应速率也增加1倍,则该反应必为一级反应。( )
3. 浓度增加,活化分子分数增加,所以反应速率加快。( )
4. 温度升高,分子的碰撞频率增加,所以反应速率加快。( )
5. 质量作用定律适用于任何类型的化学反应。( )
6. 已知反应2A+B¾®产物的速率方程式为,故此反应为元反应。( )
7. 一般情况下,不论反应是放热还是吸热,温度升高,反应速率都增大。( )
8. 从反应速率的量纲,可知该反应是简单级数反应中的那一类。( )
9. 任一反应的反应级数,只能由实验来确定。( )
10. 双分子反应一