選修一第一小節(jié)(化學(xué)反應(yīng)速率 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 活化能)
hello
大家好我是小朱
最近很多人想讓我做一份選修一這部分的筆記
那我能置之不理嗎,今天它終于來了(其實(shí)就是不想脫粉的屑
做了好長時間的說
一、化學(xué)反應(yīng)速率
1、化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時間、單位體積內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化來表示。
如果體積是恒定的,通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。
υ=△c/△t
注意:1mol/(L·s)=60mol/(L·min)
2、同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示出來的化學(xué)反應(yīng)速率不一定相等。
對于mA+nB=pC+qD,每種物質(zhì)的反應(yīng)速率與系數(shù)的比值相等。
υ(A)/m=υ(B)/n=υ(C)/p=υ(D)/q
【例】在體積為2L且恒定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2+3H2?2NH3,N2開始時的物質(zhì)的量為3mol,5min后變?yōu)?mol,求5min內(nèi)生成NH3的平均反應(yīng)速率。
解:反應(yīng)掉的N2的物質(zhì)的量為n(N2)=3mol-2mol=1mol
N2的濃度變化量為△c(N2)=1mol/2L=0.5mol/L
N2的消耗速率為υ(N2)=△c(N2)/△t= (0.5mol/L)/5min=0.1mol/(L·min)
又因?yàn)棣?N2)/1=υ(NH3)/2
υ(NH3) =2υ(N2)= 0.2mol/(L·min)
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二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1、不同反應(yīng)的反應(yīng)速率有快有慢,首先主要是由反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等決定的。
2、對于同一反應(yīng),提高溫度、使用加快反應(yīng)的催化劑、提高反應(yīng)物的濃度、擴(kuò)大反應(yīng)物之間的接觸面積等,都可以加快反應(yīng)速率。
注意:提高反應(yīng)物氣體的壓強(qiáng),必須造成濃度提高,反應(yīng)速率才會加快。
3、其它很多向體系輸入能量的方法,也可以加快反應(yīng)速率。
如采用光、放射線、超聲波、電弧、磁場等作用和研磨等都可能會加快反應(yīng)速率。
4、反應(yīng)速率的快慢,可以進(jìn)行定性研究,也可以進(jìn)行定量研究。
比如Zn與稀硫酸的反應(yīng),可以通過測定一定時間內(nèi)生成氫氣的體積,換算出硫酸的消耗速率。
【例】若稀硫酸的體積為40mL,反應(yīng)前后溶液的體積不變,5min生成了常溫常壓下的50mL氫氣,求硫酸的反應(yīng)速率。
解:利用PV=nRT,氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
V(H2)=50mL×273.15/298.15
=45.8mL
氫氣在物質(zhì)的量為
n(H2)= 45.8mL/22400mL
=0.002mol
消耗的稀硫酸的物質(zhì)的量為0.002mol
稀硫酸的反應(yīng)速率為
物質(zhì)的量為0.002mol
υ=0.002mol/(0.04L×5min)
=0.01mol/(L·min)
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三、活化能
1、基元反應(yīng):
(1)定義:化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時,反應(yīng)物分子一步直接轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng)稱為基元反應(yīng),也叫做元反應(yīng)。如:CO+NO2=CO2+NO
在溫度高于225℃時,CO和NO2通過碰撞,一步就轉(zhuǎn)化為CO2和NO。
(2)復(fù)雜反應(yīng)
由多個基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng)叫做復(fù)雜反應(yīng)。
絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)的歷程表明,反應(yīng)物要經(jīng)歷若干步驟(基元反應(yīng))才能轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物,這一類反應(yīng)都是復(fù)雜反應(yīng)。
如2HI=H2+I2,該反應(yīng)并不是兩個HI分子通過碰撞,一步就轉(zhuǎn)化為H2和I2。而是通過兩步反應(yīng)完成:
2HI=H2+2I·
2I·=I2
(3)反應(yīng)歷程
指化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物通過的途徑。可以用先后發(fā)生的基元反應(yīng)來描述。
2、有效碰撞
(1)基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子、原子、離子之間必須發(fā)生碰撞。
(2)每一次碰撞并不是都有效,不一定都會發(fā)生反應(yīng)。

(3)有效碰撞:能夠發(fā)生反應(yīng)的碰撞。
發(fā)生有效碰撞需要兩個條件:反應(yīng)物分子具有一定的能量,碰撞時還要有合適的取向。

(4)活化分子:在反應(yīng)過程中具有足夠的能量、能發(fā)生有效碰撞的分子,叫做活化分子。
活化能:活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差。
下圖表示了反應(yīng)物的能量、生成物的能量、活化分子的能量在反應(yīng)過程的關(guān)系。

(5)用活化分子和有效碰撞解釋濃度和溫度對反應(yīng)速率改變的影響
在一定條件下,活化分子的百分?jǐn)?shù)是一定的。
當(dāng)反應(yīng)物濃度增加時,單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)會增加,單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增加,化學(xué)反應(yīng)速率增大。
當(dāng)升高溫度時,反應(yīng)物分子的增加,使一部分分子變?yōu)榛罨肿?,增加了活化分子的百分?jǐn)?shù),也會使單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增加,化學(xué)反應(yīng)速率增大。
(6)用活化分子和有效碰撞解釋催化劑對反應(yīng)速率改變的影響
催化劑通過改變反應(yīng)歷程,改變反應(yīng)的活化能。
例如A+B=催化劑=C+D,實(shí)際反應(yīng)歷程可能是:
A+B+催化劑=中間產(chǎn)物+X(催化劑的產(chǎn)物)
中間產(chǎn)物+X(催化劑的產(chǎn)物)=C+D+催化劑

如下圖,如果催化劑降低了反應(yīng)歷程中的活化能,就能使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子,增大了單位體積的活化分子數(shù),反應(yīng)速率就會加快。
