影響化學(xué)反應(yīng)速率因素+碰撞理論

化學(xué)反應(yīng)速率的測定

1.化學(xué)反應(yīng)速率是通過實驗測定的。因為化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)(包括反應(yīng)物和生成物)，所以在測定化學(xué)反應(yīng)速率時，任何一種與物質(zhì)濃度(或質(zhì)量)有關(guān)的可觀測量都可加以利用。

2.可用于測定化學(xué)反應(yīng)速率的物質(zhì)的性質(zhì)：

只要該物質(zhì)的性質(zhì)容易測定且與化學(xué)反應(yīng)速率成正比或反比，則均可用于測定化學(xué)反應(yīng)速率，如氣體體積、體系壓強(qiáng)、顏色的深淺、光的吸收、導(dǎo)電能力等性質(zhì)都可用于測定化學(xué)反應(yīng)速率。

探究濃度對反應(yīng)速率的影響

探究溫度對反應(yīng)速率的影響

探究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

I.內(nèi)因：參加反應(yīng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)鍵強(qiáng)弱等)，此為影響速率的主要因素。

如：常溫下F2和H2反應(yīng)很快，N2和H2反應(yīng)很困難。

II.外因：

1.濃度：有氣體參加或溶液中發(fā)生的反應(yīng)，增大濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，減小濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。

對于純固體或純液體的反應(yīng)物，改變它們的量不會改變化學(xué)反應(yīng)速率。但固體反應(yīng)物與溶液或氣體接觸的表面積越大，反應(yīng)速率越大。

2.壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(改變壓強(qiáng)是通過改變體積實現(xiàn)的)

①對于只涉及液體和固體的反應(yīng)，壓強(qiáng)的改變對反應(yīng)速率幾乎沒有影響

②恒溫恒容時充入“無關(guān)氣體”：

容器總壓強(qiáng)增大，但各反應(yīng)物的濃度不變，反應(yīng)速率不變。

③恒溫恒壓時充入“無關(guān)氣體”：

引起體積增大，各反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢。

3.溫度：升高溫度，無論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，速率都增大，降低溫度，無論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，速率都減小。

(溫度每升高10°C，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大為原來的2~4倍)

4.催化劑：催化劑是能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)，反應(yīng)歷程中必定既包括有催化劑參與的反應(yīng)，又包括使催化劑再生產(chǎn)的反應(yīng)。催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程、改變反應(yīng)的活化能來改變反應(yīng)速率。

化學(xué)反應(yīng)是有歷程的

1.研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)。

例如，2HI=H2+I2，實際上是經(jīng)過下列兩步反應(yīng)完成的：

每一步反應(yīng)稱為基元反應(yīng)，這兩個先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了2HI=H2+I2的反應(yīng)歷程(又稱為反應(yīng)機(jī)理)。

有效碰撞模型與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系

2.碰撞理論的中心內(nèi)容是：基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞，反應(yīng)速率的大小與單位時間內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)成正比，但并不是每次碰撞都能引起反應(yīng)，能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞，單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)越多,則反應(yīng)速率越大。

3.把能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子。活化分子具有比普通分子(非活化分子)更高的能量。

4.活化能：活化能是活化分子平均能量與普通反應(yīng)物分子平均能量的差值。

5.分子間的自由碰撞必然會有不同的碰撞取向。有效的分子碰撞,分子除了要有足夠的能量，還要有合適的碰撞取向。結(jié)論就是，活化分子按照合適的取向所發(fā)生的有效碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

利用碰撞理論解釋外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

在一定條件下，活化分子在反應(yīng)物分子中所占的百分?jǐn)?shù)是固定不變的。活化分子百分?jǐn)?shù)越大，或單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多，單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)就越多，化學(xué)反應(yīng)速率就越快。

濃度效應(yīng)：增大反應(yīng)物濃度→單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增多→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多→化學(xué)反應(yīng)速率增大。

壓強(qiáng)效應(yīng)：對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，體積減小，反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞次數(shù)增多，化學(xué)反應(yīng)速率增大；減小壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率減小。壓強(qiáng)對無氣體參加的反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率無影響。

溫度效應(yīng)：升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子→活化分子百分?jǐn)?shù)增加→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多→化學(xué)反應(yīng)速率增大。因此，升高溫度可以增大化學(xué)反應(yīng)速率

催化劑效應(yīng)：使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，可改變反?yīng)的歷程，改變反應(yīng)的活化能。如圖所示，有催化劑時反應(yīng)的活化能比無催化劑時反應(yīng)的活化能降低了很多，這就使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，增大了單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子的數(shù)目，從而增大了化學(xué)反應(yīng)速率

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