3-3影响化学反应速率的因素

1、1,3-3. 影响化学反应速率的因素 3.1 浓度对反应速率的影响 定量讨论：质量作用定律： 基元反应：aA+bB=mG+nD V=k .Aa .B b 速率方程 方程中： 温度T一定，A=B=1mol/l v=k ， 此时的k 称为 速率常数，不同反应，k大则 v 大，同一反应，k与T、催化剂有关，与浓度无关；,2,给定反应，T定，k一定，v 与浓度成正比。 如： A + B = 2D 起始 a b (mol/l) 有 v = k .a .b 若浓度为 3a 3b (mol/l) 则 v=9k .a .b 质量作用定律适应于基元反应；气体反应其浓度可以分压表示；固体或纯液体参与的反应，其浓度

2、在方程中不出现。 3.2 温度对反应速率的影响,实验1,3,从大量实验事实总结两条规则：,1、范德荷甫规则,2、阿仑尼乌斯公式,R：8.314 J .mol .K-1 ；T：绝对温度；A：特征常数。,4,该式是k与T、Ea的定量关系： 不同反应，T同Ea不同，则Ea、k、v 给定反应，A、R、Ea为定值，则T、k v 经数学处理，进行定量计算： 对 取对数 令T1k1；T2k2 则,5,得： 当考虑浓度不变时 ，则 v=k ，故 此式体现T对 v （k）的影响,6,公式应用： 求Ea，求k2，求 v （k） 例81 例4.2 讨论T为定值，对 v （k）的影响 程度 ，从式 当不同反应，T变化

3、为定值时，Ea， 则 （ v ）、 k、,7,例 Q+A+B C+D - Q 吸热反应H 0 H=E a正- Eb逆 E a正 Eb逆 令T从T1T2， T2T1（升温）； 则T0 则 结论：升温，活化能大的反应其速率变化程度大于活化 能小的反应速率变化程度。 当T1降到T2，T0，则 ， Ea大的反应其反应速率变化受T作用的程度大。,8,讨论T变化对k影响程度 给定反应(Ea为定值)，当T1T2取值不同时，则k不同： 若T1T2取小值(低温区) T1T2取大值(高温区) 300500 10002000 T2T1=200 T2T1=1000 T2T1=150000 T2T1=2000000 T

4、/(T2-T1)=1.310-3(大) T/(T2-T1)=510-4(小) ,9,即：低温区k变化大，高温区k变化小。 同一反应，在低温区反应速度的变化比在高 温区的变化敏感。,例6 测得反应N2O5(g)=N2O4(g)+1/2O2(g)在298K时速度常数为3.4105s1，在328K时速度常数为1.5103s1，求： 反应的活化能及指前因子A； 温度自298K至328K时反应速度的变 化。,10,解：根据题意，已知：T1=298K， T2=328K； k1=3.4105S1， k2=1.5103S1 R=8.314Jmol1K1 代入公式，得,求得 Ea=1.03105(Jmol1),

5、由公式：,11,解之得：A=3.01013(S1),由公式：,12,解得： k2/k1=44.7 即当温度自298K328K，反应速度增加到原来44.7倍。 3.3 催化剂对反应速率的影响 1、均相催化 定义：指反应物和催化剂处于同一相的反应之。 如： SO2 (g) +O2(g) SO3(g) 催化机理：中间产物学说：在均相催化中，催化 剂的加入使反应产生一种中间产物，由此改变 反应途径，降低反应的活化能，使反应加速。,NO,13,以式表示： A+B 无催化 A+BAB Ea 有催化、加催化剂K: A+KAK E催Ea AK+BAB+K E催Ea,14,例：如下反应：2H2O2 2H2O +

6、 O2,催化剂,.,15,2、多相催化 催化机理：（活化中心理论） 认为催化剂存在一个活化中心，活化中心对反应物分 子发生化学吸附，导致： 在吸附层反应物分子密集，浓度增大，使反应加速； 使反应物分子发生变形，以致削弱反应物分子内部原 子间键，降低 反应活化能，使反应加速。,16,4、酶催化反应 P86-87,酶-是一种特殊的具有催化活性的生物催化 剂，其催化的反应的速率与反应物（又称为底物)的浓度无关，表现为零级反应。除了具有一般催化剂的特点外，还具有以下特点：,(1) 催化效率高。 (2) 反应条件温和。 (3) 高度特异性。,17,5、催化反应有关计算 如：CH3CHO CH4CO 无催化 E a = 190kJ/mol