§3-3.影響化學反應速率原因

3.1濃度對反應速率影響定量討論：質量作用定律：

基元反應：aA+bB=mG+nDV=k.[A]a

.[B]b

——速率方程

方程中：

①溫度T一定，[A]=[B]=1mol/lv=k，此時k稱為速率常數(shù)，不一樣反應，k大則v大，同一反應，k與T、催化劑相關，與濃度無關；

11/17

②給定反應，T定，k一定，v與濃度成正比。如：A+B=2D起始ab(mol/l)有v=k.a.b若濃度為3a3b(mol/l)則v=9k.a.b③質量作用定律適應于基元反應；氣體反應其濃度能夠分壓表示；固體或純液體參加反應，其濃度在方程中不出現(xiàn)。3.2溫度對反應速率影響

試驗122/17從大量試驗事實總結兩條規(guī)則：1、范德荷甫規(guī)則2、阿侖尼烏斯公式R：8.314J.mol.K-1；T：絕對溫度；A：特征常數(shù)。

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該式是k與T、Ea定量關系：①不一樣反應，T同Ea不一樣，則Ea↑、k↓、v↓②給定反應，A、R、Ea為定值，則T↑、k↑v↑③經(jīng)數(shù)學處理，進行定量計算：對取對數(shù)令T1～k1；T2～k2則

44/17２－１得：

當考慮濃度不變時，則v=k，故

此式表達ΔT對△v（Δk）影響55/17

公式應用：①求Ea，求k2，求△v（Δk）例Ｐ81例4.2②討論ΔT為定值，對△v（Δk）影響程度，從式

當不一樣反應，ΔT改變?yōu)槎ㄖ禃r，Ea↑，則（△v↑）、Δk↑、66/17

例Q+A+BC+D-Q吸熱反應ΔH

>0△H=Ea正-Eb逆Ea正>Eb逆

令T從T1→T2，T2>T1（升溫）；則△T>0則

結論：升溫，活化能大反應其速率改變程度大于活化能小反應速率改變程度。當T1降到T2，ΔT<0，則，Ea大反應其反應速率改變受T作用程度大。77/17

③討論T改變對k影響程度

給定反應(Ea為定值)，當T1—T2取值不一樣時，則Δk不一樣：若T1—T2取小值(低溫區(qū))T1—T2取大值(高溫區(qū))300—5001000—T2—T1=200T2—T1=1000T2×T1=150000T2×T1=000ΔT/(T2-T1)=1.3×10-3(大)ΔT/(T2-T1)=5×10-4(小)∴

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即：低溫區(qū)Δk改變大，高溫區(qū)Δk改變小。

∴同一反應，在低溫區(qū)反應速度改變比在高

溫區(qū)改變敏感。

例6測得反應N2O5(g)=N2O4(g)+1/2O2(g)在298K時速度常數(shù)為3.4×10－5s－1，在328K時速度常數(shù)為1.5×10－3s－1，求：①反應活化能及指前因子A；②溫度自298K至328K時反應速度變化。99/17

解：①依據(jù)題意，已知：T1=298K，T2=328K；k1=3.4×10－5S－1，k2=1.5×10－3S－1R=8.314J·mol－1·K－1代入公式，得求得Ea=1.03×105(J·mol－1)

由公式：1010/17解之得：A=3.0×1013(S－1)②由公式：1111/17解得：

k2/k1=44.7——即當溫度自298K→328K，反應速度增加到原來44.7倍。3.3催化劑對反應速率影響1、均相催化定義：指反應物和催化劑處于同一相反應之。如：SO2(g)+O2(g)SO3(g)催化機理：中間產(chǎn)物學說：在均相催化中，催化劑加入使反應產(chǎn)生一個中間產(chǎn)物，由此改變反應路徑，降低反應活化能，使反應加速。

NO1212/17

以式表示：A+B無催化A+B→ABEa

有催化、加催化劑K:A+K→AKE催<EaAK+B→AB+KE催<Ea

1313/17例：以下反應：2H2O22H2O+O2

催化劑.1414/172、多相催化催化機理：（活化中心理論）認為催化劑存在一個活化中心，活化中心對反應物分子發(fā)生化學吸附，造成：⑴在吸附層反應物分子密集，濃度增大，使反應加速；⑵使反應物分子發(fā)生變形，以致減弱反應物分子內(nèi)部原子間鍵，降低反應活化能，使反應加速。1515/174、酶催化反應

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酶--是一個特殊含有催化活性生物催化劑，其催化反應速率與反應物（又稱為底物)濃度無關，表現(xiàn)為零級反應。除了含有普通催化劑特點外，還含有以下特點：

(1)催化效率高。(2)反應條件溫和。。(3)高度特異性。1616/17

5、催化反應相關計算如：CH3CHOCH4＋CO無催化Ea=190kJ/mol加催化劑Ea=136kJ/mol代入阿氏公式