如第四章化学反应速率和化学平衡§4–2 影响化学反应速率的因素.ppt

* 第四章 化学反应速率和化学平衡 §4–2 影响化学反应速率的因素 帮助 返回 下页 上页 一、浓度对化学反应速率的影响 1．基元反应和非基元反应 一步就能完成的反应称为基元反应。 基元反应中实际参加反应的反应物的粒子（分子、原子或离子）数，称为反应分子数。按反应分子数可把基元反应分为单分子反应、双分子反应等。 两步或两步以上才能完成的反应称为非基元反应。如 H2 (g) + I2 (g) → 2HI (g) 反应分两步进行 第一步 I2 (g) 2I (g) 第二步 H2 (g) + 2I (g) → 2HI (g) 每一步均为基元反应，总反应为两步反应的和。 2． 经验速率方程式 任一基元反应 aA + bB → cC + dD 在一定温度下，其经验速率方程（亦称质量作用定律）的数学表达式为： 式中 v —— 反应的瞬时速率； c(A)—— A物质的瞬时浓度，mol/L； c(B)—— B物质的瞬时浓度，mol/L； a —— 反应式中A物质的化学计量数； b —— 反应式中B物质的化学计量数； k —— 反应的速率常数。 (4-1) 只有一个分子参与反应，称为单分子反应。如 A → 产物 有两个分子参与反应，称为双分子反应。 如 A + B → 产物 或 2 A → 产物 k数值的大小，取决于反应的本质。一定温度下，不同反应的速率常数不同。对同一反应而言，反应物浓度对k值无影响，但温度、催化剂等因素对k值的大小有影响。 在应用速率方程时，应注意： 若反应中出现反应物的浓度几乎不变的物质(如纯固态、纯液态物质，其浓度可视为常数；稀水溶液中进行的反应，由于反应过程中水的浓度变化不大，亦可视为常数)时，速率方程表达式中不必列入该物质的浓度。 下列反应的速率方程表达式如何表示？ C (s) + O2 (g) → CO2 (g) 和C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 果糖 蔗糖 葡萄糖 对于非基元反应，反应物浓度的指数必须由实验测出，它往往与反应式中的化学计量数不一致。其数学表达式为： 式中，a，b 分别为对反应物A及B的反应级数，α+β＝n为反应的总级数。 解 v=k c( O2) v=k c( C12H22O11) (4-2) 二、 压力对化学反应速率的影响 对于有气态物质参加的反应，压力影响反应的反应速率。在一定温度时，增大压力，气态反应物质的浓度增大，反应速率增大；相反，降低压力，气态反应物浓度减少，反应速率减小。 对于没有气体参加的反应，由于压力对反应物的浓度影响很小，所以压力改变，其他条件不变时，对反应速率影响不大。 三、 温度对化学反应速率的影响 温度对化学反应速率的影响特别显著。一般情况下，大多数化学反应随着温度的升高而加快；随着温度的降低而减慢。 范特荷甫 ( J.H.Vant Hoff ) 研究了各种反应的反应速率与温度的关系，提出了一个近似的经验规律：一般化学反应，在一定的温度范围内，温度每升高10℃，反应速率增加到原来的2～4倍。 温度与反应速率的关系可以通过阿仑尼乌斯经验方程表示。 其表达式为： 或 或 称为阿仑尼乌斯经验公式 。其中k为反应速率常数；A为常数，又称为“指前因子”或“表观频率因子”，其单位与k相同。Ea称为活化能，单位为kJ/mol。一般认为对于一个指定的反应体系，在温度变化范围不大时，A和Ea是与温度无关的常量，R为气体常数（R=8?314J/ K?mol），T为开氏温度。 (4-3) （4-4） （4-5）