物理化学生物化学与化工原理（工科化学三二）

4.3.1化学反应速率

上一节我们讲了化学反应速率的定义和机理，这面我们讲下化学反应速率的影响因素：温度、催化剂、光。

4.3.1.3温度对反应速率的影响

范特霍夫（van’t Hoff）规则：温度每升高10℃，反应速率提高2-4倍（经验规则）

这是个经验规则，即是统计了很多反应，大部分都遵守这个范特霍夫规则（也有不少是例外）。在生产和生活中，这个经验规则经常被用到，比如：某橡胶厂生产了一批橡胶，要检测这批橡胶的抗老化能力，而橡胶老化一般需要是常温下2-5年，把这批橡胶放置在仓库2年显然是不合适的，经常用的方法就是取少量样品，放到高温下加速老化过程。

习题：橡胶老化实验中，每升温温度每升高10℃，反应速率提高3倍，那么要检测两年内橡胶是否会老化，实验样品应该在100℃放置多少时间（设常温为20℃）（答案见文后评论）

范特霍夫规则是个很宽泛的经验规则，后来，范特霍夫的衣钵传人阿伦尼乌斯建立了更为精确的温度对反应速率影响公式。

阿伦尼乌斯（Arrhenius）公式：在一定温度范围内。反应速率与温度的关系为

阿伦尼乌斯公式

对于指定的化学反应，活化能Ea一般认为是一个不随温度变化的常数，R是理想气体常数，T1和T2分别是两个不同的温度，k1和k2分别是速率常数，对于指定化学反应，k1/k2的等于v1/v2（速率之比）

阿伦尼乌斯公式的应用

阿伦尼乌斯公式的应用

阿伦尼乌斯的应用中，最容易出现错的是，在活化能Ea前面的负号容易被漏掉。有些教材中，前面自然对数k1/k2，写成k2/k1,这样写公式中的负号就没了。

从阿伦尼乌斯公式可以看出：反应速率的影响因素

1）活化能的影响：对于不同的化学反应，其活化能大小不同，降低活化能，使分子内部单位体积内的活化分子增加

2）反应物浓度的影响：反应物浓度越大，单位体积内的活化分子越多，反应速率也就越大（零元反应例外）

3）温度的影响：温度越大，其反应速率越大

4.3.1.4催化剂与化学反应速率

催化剂：能够显著改变化学反应速率。但本身的质量和化学性质（不包括物理性质）不发生改变的化合物，一般是加快化学反应速率

催化原理：改变反应历程，催化剂与反应物形成过渡态（活化配合物），降低了化学反应的活化能。

生物体内几乎所有反应都是酶催化的（酶促反应的酶就是催化剂）

催化剂也有负催化剂：降低反应速率。例：缓蚀剂，抗衰老剂，阻聚剂等

催化剂实际上是改变了反应的活化能

4.3.1.5光与化学反应速率

光是粒子性质的电磁波，是具有能量的。化学反应本身原子的价电子层电子重新排列的过程，这其中是有能量参与的。这类由光提供能量促进的反应叫做光化学反应

光化学反应比热化学反应有更高的选择性，因为激光可以控制波长，从而选择性地活化反应物的化学键和官能团，从而控制产物的比例，减少副产物的产生。

兹韦勒利用激光闪烁技术把化学反应推拓宽到飞秒（飞秒：10的-15次方秒）级别，获得1999年诺贝尔化学奖

下一节我们讲化学平衡的知识。