第 11 单元
反应速率
热力学说一个反应“能”发生，却不说要等多久。这一单元在虚拟实验台上用碘钟测初速率、找反应级数，用积分速率方程读懂半衰期，从阿伦尼乌斯图求活化能，逐步积分基元步骤来检验反应机理，最后看酶和金属表面怎样让反应快上亿倍。
- 1 反应速率与速率方程 两种无色溶液混合，二十秒后突然变成蓝黑色。用这台“化学时钟”测初速率，改变浓度，亲手找出反应级数——它们并不等于方程式里的系数。 25 分钟
- 2 积分速率方程与半衰期 浓度随时间怎样下降？把数据画成 [A]、ln[A] 和 1/[A] 对 t 三种图，只有一张是直线——它告诉你反应的级数、速率常数和半衰期。 25 分钟
- 3 碰撞理论与活化能 升温 10 °C，碰撞只多了不到 2 %，许多反应却快了一倍。用 1921 年的 N₂O₅ 实测数据画阿伦尼乌斯图，求出活化能。 25 分钟
- 4 反应机理 总反应式只说开头和结尾；机理是中间一步步的故事。在模拟器里积分每个基元步骤，看速率决定步骤、稳态和预平衡怎样把机理变成可以检验的速率方程。 30 分钟
- 5 快反应：弛豫与扩散极限 中和反应比混合还快，怎么测？艾根把已平衡的体系推一下，看它怎样回来：纯水的弛豫时间约 36 μs。再由离子的摩尔电导率算出扩散系数，看 H⁺ 与 OH⁻ 为什么能以 1.4 × 10¹¹ L mol⁻¹ s⁻¹ 结合。 30 分钟
- 6 催化 过氧化氢在瓶子里能放几个月，碰到伤口却立刻冒泡。催化剂降低能垒却不改变平衡；酶和金属表面还有一个共同特征——饱和。 25 分钟