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例如同是离子反应:Ag*+C1-→AgC11 瞬间完成:e2+C2042-一MgC204 要将近24h才能观察到白色的沉淀产生 这些实验事实告诉我们,化学反应速率的大小首先是由反应物的本性所决定当反应物确定之后,外界条件 的改变也会使化学反应速率发生变化 大家已知浓度、温度以及催化剂等条件会改变反应速率 例如:在酸性溶液中04与C2042-的反应: 2Wn04+5C2042-+16Ht=2Mn2++10C02t+8H20 在室温下此反应进行缓慢.当系统温度升高到7585℃以及外加少量M2+或由反应产生M2+后,反应便迅速 进行 3.3.2影响化学反应速率的因素 1,内在因素及其体现:决定反应物本性的关键是物质的内部结构内部结构的不同,导致反应发生所需的活 化能(具体体现)不同: 分子运动论认为,化学反应发生的必要条件是反应物分子(或原子、离子)之间的相互碰撞」 N20(笑气)的分解反应:2N20(g) =2N2(g)+02(g) 833K,浓度为103mo1·L-1时,分子运动论可求出,分子间的碰撞次数高达1030次·L·s-1,但实测的反 应速率只有1.1×10~90l·L一1·s1发生反应的两个基本前提:一发生碰撞的分子应具有足够大的能量: 碰撞的几何方位要适当.有效碰撞:能使反应发生的碰撞 活化分子:发生有效碰撞的分子. 活化能(E):活化分子所具有的平均能量与所有反应物分子平均能量E之差, 反应的活化能越小,活化分子的百分数越大,反应就越快 N02与03反应的示意图:实验测定表明,多数化学反应的活化能大约在40~400kJ·mo1-1 2.外部因素: (1)浓度(或压力)的影响: 1)机理:对于一个反应系统,当温度一定时:活化分子浓度=活化分子百分数×反应物分子浓度2)反应速率 与反应物浓度的关系(质量作用定律):对于任一基元反应(即能一步完成的反应,又称简单反应): 辉时反应速率:上式为质量作用定律表达式(又简称速率方程)」 式中::速率常数(仅称比速常数,简称比速率):与不催化剂有关,与浓度、压力无关.、B:均为瞬时 浓度:@、:为反应物A和B的分级数(例如对A而言是四级):+:为反应的总级数使用质量作用定律时 成注意: 仅适用于基元反应(包括非基元反应中的每一基元反应) 例如:N02+C0=N0+C02就属于基元反应,其速率方程为:r=kcN02)c(C0) 绝大多数反应为非基元反应(仅称复合反应),分若干步完成。 例如:反应2N0(g)+2H2(g)=N2(g)+2H20(g) 实际上分两步完成:20+2=N2+202H02+2=2H20 反应机理:反应的途径或微观进行的过程, 不知反应机理的反应,速率方程中幂次由实验确定」 如上例,在两步反应中:20+2=2+202为慢步骤,称为定速步骤:而202+2=2H20为快步骤 因此,总反应速率方程为v=kc200)c),属三级反应,而不是r=kc20)22) 稀溶液中溶剂参与反应,速率方程不标溶剂浓度. 例如:蔗糖水解,v=k'c(C1222011)c(0)=kc(C1222011),为一级反应 8 例如同是离子反应: Ag++ Cl-→AgCl↓ 瞬间完成; Mg2+ + C2O4 2- → MgC2O4↓ 要将近 24h 才能观察到白色的沉淀产生. 这些实验事实告诉我们,化学反应速率的大小首先是由反应物的本性所决定当反应物确定之后,外界条件 的改变也会使化学反应速率发生变化. 大家已知浓度、温度以及催化剂等条件会改变反应速率. 例如:在酸性溶液中 MnO4 -与 C2O4 2-的反应: 2MnO4 - + 5C2O4 2- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O 在室温下此反应进行缓慢.当系统温度升高到 75~85℃以及外加少量 Mn2+或由反应产生 Mn2+后,反应便迅速 进行 3.3.2 影响化学反应速率的因素 1.内在因素及其体现:决定反应物本性的关键是物质的内部结构.内部结构的不同,导致反应发生所需的活 化能(具体体现) 不同. 分子运动论认为,化学反应发生的必要条件是反应物分子(或原子、离子)之间的相互碰撞. N2O(笑气)的分解反应: 2N2O(g) = 2N2(g) + O2(g) 833K, 浓度为 10-3mol·L-1 时,分子运动论可求出,分子间的碰撞次数高达 1030 次·L·s-1,但实测的反 应速率只有 1.1×10-9mol·L-1·s-1 发生反应的两个基本前提:¬发生碰撞的分子应具有足够大的能量; 碰撞的几何方位要适当.有效碰撞: 能使反应发生的碰撞. 活化分子: 发生有效碰撞的分子. 活化能(Ea): 活化分子所具有的平均能量 E*与所有反应物分子平均能量 E 之差. 反应的活化能越小,活化分子的百分数越大,反应就越快 NO2 与 O3 反应的示意图:实验测定表明,多数化学反应的活化能大约在 40 ~ 400 kJ·mol-1. 2.外部因素: (1) 浓度(或压力)的影响: 1)机理:对于一个反应系统,当温度一定时:活化分子浓度=活化分子百分数×反应物分子浓度 2)反应速率 与反应物浓度的关系(质量作用定律):对于任一基元反应(即能一步完成的反应,又称简单反应): 瞬时反应速率:上式为质量作用定律表达式(又简称速率方程). 式中: k :速率常数(又称比速常数,简称比速率);与 T、催化剂有关,与浓度、压力无关. cA、cB:均为瞬时 浓度; m、n:为反应物 A 和 B 的分级数(例如对 A 而言是 m 级); m+n:为反应的总级数使用质量作用定律时 应注意: 仅适用于基元反应(包括非基元反应中的每一基元反应). 例如:NO2 + CO = NO + CO2 就属于基元反应,其速率方程为: v = kc(NO2)c(CO) 绝大多数反应为非基元反应(又称复合反应),分若干步完成. 例如:反应 2NO(g) + 2H2(g) = N2(g) + 2H2O(g). 实际上分两步完成: 2NO + H2 = N2 + H2O2 H2O2 + H2 = 2H2O 反应机理:反应的途径或微观进行的过程. 不知反应机理的反应, 速率方程中幂次由实验确定. 如上例,在两步反应中:2NO + H2 = N2 + H2O2 为慢步骤,称为定速步骤;而 H2O2 + H2 = 2H2O 为快步骤. 因此,总反应速率方程为 v = kc2(NO)c(H2),属三级反应,而不是 v = kc2(NO)c2(H2). 稀溶液中溶剂参与反应,速率方程不标溶剂浓度. 例如:蔗糖水解,ν= k’c(C12H22O11)c(H2O) = kc(C12H22O11),为一级反应
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