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2015年电气工程师考试《普通化学》知识点:化学反应速率因素
影响化学反应速率的主要因素
内因:反应的活化能
外因:浓度、温度、催化剂
一、浓度对反应速率的影响——质量作用定律
在一定温度下,对某一基元反应,其反应速率与各反应物浓度(以化学方程式中该物质的计量数为指数)的乘积成正比。
(1)基元反应: 对于简单反应,反应物分子在有效碰撞中经过一次化学变化就能转化为产物的反应。
(2)基元反应的化学反应速率方程式:可由质量作用定律描述
(3)k 称为反应速率常数, 可用来表征反应的速率,是单向反应常数。
k与温度、催化剂有关,而与浓度无关。对于n级反应其单位是(moldm-3)(n-1)s-1
(4)(m+n)称为反应级数;反应级数的意义:
① 表示了反应速率与物质的量浓度的关系;
②零级反应表示了反应速率与反应物浓度无关,只能从实验测得。
二、温度对反应速率的影响——阿仑尼乌斯公式
1、范特霍夫规则
一般情况下:在一定温度范围内,对化学反应温度每升高10度反应速率大约增加到原来的2~4倍。
温度升高使反应速率显著提高的原因是:升温是反应物分子的能量增加,大量的非活化分子获得能量后变成活化分子,单位体积内活化分子的百分数大大增加,由小碰撞次数增多,从而反应速率明显增大。
2、阿仑尼乌斯公式
三、化学反应速率理论
1、有效碰撞理论
化学反应发生的必要条件是反应物分子(或原子、离子)间的碰撞。只有极少数活化分子的碰撞才能发生化学反应,称“有效碰撞”;活化分子是反应物分子中能量较高的分子,其比例很小;
理论要点:
有效碰撞:能发生反应的碰撞叫有效碰撞。
活化分子:具有较大的动能并且能发生有效碰撞的分子。
活化能:活化分子所具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差。
其他条件相同时,活化能越低的化学反应,反应速率越高。活化能是化学反应的“能垒”,Ea越高,反应越慢;Ea越低,反应越快。Ea可以通过实验测定。
一般化学反应的活化能约在40~400 kj.mol-1之间
2、过渡状态理论
该理论认为:化学反应并不是通过反应物分子的简单 碰撞完成的,在反应物到产物的转变过程中,先形成一种过渡状态,即反应物分子活化形成配合物的中间状态。
四、催化剂对反应速率的影响
催化剂能改变反应速率的作用叫催化作用。
正催化:加速反应速率 负催化:减慢反应速率
1、催化剂影响反应速率的原因
催化作用的实质是改变了反应的机理,降低了反应的活化能,因而提高了反应速率。不改变反应前后物质的组成和质量,也不改变平衡常数K;缩短平衡到达的时间,加快平衡的到来。
2、特点:
(1) 高效性(用量少,作用大)
(2)选择性:一种催化剂只能催化一种或几种反应;同一反应用不同催化剂得到不同产物。
(3) 反应前后组成和质量不变。
(4)酶的活性要在一定温度、一定pH范围时才最大。
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