杰哥 | 2-2 影響反應(yīng)速率的因素 + 碰撞理論

0??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、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。

1??探究濃度對反應(yīng)速率的影響

原理：Na?S?O? +H?SO? ==Na?SO? +SO? +S +H?O

實驗現(xiàn)象：兩支試管中的溶液均變渾濁，滴加0.5mol·L?1H?SO?溶液的試管先變渾濁

結(jié)論：若其他條件相同，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快；降低反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率減慢

2??探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

結(jié)論：若其他條件相同，升高溫度，反應(yīng)速率加快；降低溫度，反應(yīng)速率減慢。

3??探究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

原理：2H?O? =MnO?= 2H?O +O?

結(jié)論：催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率

4??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)鍵強弱等），此為影響速率的主要因素。如：常溫下F?和H?反應(yīng)很快，N?和H?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. 壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（改變壓強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℃，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。

5??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 == H?+I?，實際上是經(jīng)過下列兩步反應(yīng)完成的：

2HI → H? +2I?

2I· →I?

每一步反應(yīng)稱為基元反應(yīng)，這兩個先后進行的基元反應(yīng)反映了2HI == H? +I?的反應(yīng)歷程（又稱為反應(yīng)機理）。

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)。

6??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，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，化學(xué)反應(yīng)速率減小。壓強對無氣體參加的反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率無影響。

• P∝C

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?可改變反應(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