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物理化学多媒体教学课件 第七章 化学动力学 Chapter 7 Chemical Kinetics 第七章 化学动力学 第七章 化学动力学 7.1 基本概念 化学反应速率 基元反应 反应级数 速率常数k 反应分子数 1.化学反应速率 1.化学反应速率 2.基元反应 3.反应级数 4.速率常数k 5.反应分子数 7.2 简单级数反应 一级反应 二级反应 三级反应和零级反应 反应级数的确定 1.一级反应 1.一级反应 2.二级反应 2.二级反应 2.二级反应 3.三级反应和零级反应 3.三级反应和零级反应 4.反应级数的确定 4.反应级数的确定 4.反应级数的确定 7.3 温度对反应速率的影响 阿伦尼乌斯公式 活化能Ea 活化能测定 求反应的适宜温度 1. 阿伦尼乌斯公式 2.活化能Ea 3.活化能测定 7.4 复合反应及近似处理 对峙反应 平行反应 连串反应 链反应 复合反应的近似处理 1.对峙反应 3.连串反应 4.链反应 5.复合反应的近似处理 5.复合反应的近似处理 5.复合反应的近似处理 7.5 化学反应速率理论 碰撞理论 过渡态理论 1.碰撞理论 1.碰撞理论 1.碰撞理论 2.过渡态理论 2.过渡态理论 2.过渡态理论 7.6 快反应和现代化学动力学研究技术 快反应 弛豫方法 快速混合法 闪光光解技术 交叉分子束技术 1.快反应 2.弛豫方法 2.弛豫方法 2.弛豫方法 3.快速混合法 4.闪光光解技术 5.交叉分子束技术 7.7 催化剂 催化剂和催化作用 均相催化 多相催化 化学振荡 1.催化剂和催化作用 2.均相催化 3.多相催化 4.化学振荡 7.8 酶催化反应动力学 酶催化反应的特点 酶催化反应动力学 温度和pH对酶催化反应速率的影响 酶催化反应的应用和模拟 1.酶催化反应的特点 2.酶催化反应动力学 2.酶催化反应动力学 2.酶催化反应动力学 2.酶催化反应动力学 3.温度和pH对酶催化反应速率的影响 4.酶催化反应的应用和模拟 7. 光化学 光化学反应的基本规律 光化学反应的初级过程 光化学反应的次级过程和量子效率 光化学反应的动力学 1.光化学反应的基本规律 2.光化学反应的初级过程 3.光化学反应的次级过程和量子效率 物理化学多媒体教学课件 （7-20） (1) 当底物浓度c(S)很大时 c(S)Km， r =k2c(E0) 此时酶催化反应表现为零级反应，反应速率有最大值： 图7-5 酶催化反应的r-c(S)图 当 c(S) = Km （7-21） （7-20） 图7-5 酶催化反应的r-c(S)图 (2) 当底物浓度c(S)很小时 c(S)Km，此时c(S)+Km≈Km 即此时反应对于底物是一级反应。 （7-21） 整理得： (7-22) 测得不同底物浓度c(S)下的反应速率r，以1/r对1/c(S) 作图得一直线 将实验数据以 r/c(S) 对r作图，得一直线 (7-23) 酶催化反应一般只能在较小的温度范围（273~323K）内发生 随着温度的升高，酶催化反应速率先增大，后减小，有一最适宜温度。 酶催化反应一般只能在很窄的pH 范围内进行。 在最适宜pH以外，酶的催化活性下降。 酶催化反应的优点：反应条件温和（常温常压）、反应速率平稳、具有很高的选择性。 在生物体内进行的各种复杂的反应，如蛋白质、脂肪、碳水化合物的合成和分解等，都是酶催化反应。 能否利用酶催化反应解决工业中一些难以发生的反应？ 例如 ：工业合成氨需要高温高压，能否仿照酶催化固定氮机理，使合成氨在常温常压下进行。 (1) 光化学第一定律（Grotthus定律） 只有为反应体系吸收的光才能有效地产生光化学变化。 (2) 光化学第二定律（Einstein定律） 在光化学反应的初级过程中，体系吸收一个光量子只能活化一个分子。 活化1mol反应物分子需吸收1mol光量子，其能量为1U( 称一个Einstein) 1U=L·hν = Lhc/λ （7-24）  P1 (主产物) R P2 (副产物) k1 k2 k1 k2 C2H5OH C2H4 + H2O CH3CHO + H2 2.平行反应 [R] [P1] [P2 ] t = 0