例子问题
例子问题1:限速步骤
根据Michaelis-Menton动力学,酶动力学中速率限制步骤的特征是什么?
不涉及催化剂
酶-底物复合物形成
酶不存在
它将酶-底物复合物解离为酶+底物
它取决于催化的活化能
它取决于催化的活化能
酶-底物复合物解离成酶+产物。速率限制步骤是提供进入过渡态的活化能,这个活化能被酶大大降低了。
例子问题2:限速步骤
下面哪一项最好地描述了化学反应中的速率限制步骤?
这是整个反应中释放能量最多的一步
它总是一种合成代谢反应
这是整个反应中最快的一步
这是整个反应中最慢的一步
这是整个反应中消耗能量最多的一步
这是整个反应中最慢的一步
虽然化学反应通常以方程的形式表示,反应物在左边,生成物在右边,但这些反应并不是简单的一步转换。通常,反应物在变成产物的过程中要经过几个单独的步骤。这可以通过反应的机理来证明。
此外,当谈论化学反应时,区分两个有时相互混淆的概念是非常重要的。前者与反应动力学有关,后者与热力学有关。
化学动力学与时间有关。如果一个化学反应正在发生,动力学回答的问题是反应进行得有多快。另一方面,热力学与时间无关。它不关心反应有多快或多慢。它只关心化学反应是自发的还是非自发的。为了回答这个问题,热力学考虑了反应的能量学。
在看答案选项时,我们可以根据这些信息立即排除其中三个选项。化学反应的速率限制步骤与释放或消耗多少能量无关。相反,速率限制步骤被定义为给定化学反应中所有步骤中最慢的一步。换句话说,一个反应的速度取决于它最慢的一步,就像链条的强度取决于它最弱的一环一样。此外,反应中的速率限制步骤可以是合成代谢或分解代谢。
然而,值得注意的是,能量中有一种成分确实会影响反应的速率。这种能量叫做活化能它表示为了使反应进行需要投入多少能量。然而,它与热力学不同的原因是,热力学只关心初始和最终的能态;它不关心反应从初始到最终的过程,而动力学关心。即使反应的活化能可以改变(例如通过酶),这也不会影响初始和最终的能级。
例子问题1:限速步骤
关于速率限制反应,下列哪个选项是正确的?
其中不止一个是正确的
它的活化能最高
它总是吸热的
它的活化能最低
它的活化能最高
限速反应是一系列反应中最慢的反应。它被用来计算总体反应的速率规律。回顾热化学,反应慢往往有较高的活化能(能量“山”)。较慢的反应必须爬上更高的能量山才能产生过渡态,然后生成产物;因此,在该系列反应中,限速反应的活化能最高。焓(放热的或吸热的)不决定反应的速度;因此,速率限制反应可以是放热的或吸热的。
问题4:限速步骤
考虑下面的一系列反应。
反应1:(快)
反应2:(慢)
反应3:(快)
整个反应的速率定律是什么?(而且是任意的反应顺序)
这些都不正确
总体反应如下。
其余的分子是中间产物(意味着它们是在反应中产生和消耗的)。总的反应速率总是取决于最慢的步骤,这也被称为速率决定步骤。反应2是这一系列反应中的速率决定步骤;因此,总体反应的速率定律为:
在哪里是反应的顺序。因为它是一种中间体,分子C不属于最终反应的一部分,因此也不属于速率定律的一部分。我们不能根据已知的信息来确定反应的顺序。