文档介绍：无机化学
第八讲反应速率的影响因素
主讲人:彭艳芬
CH4
SO2
CO2
1、基元反应
基元反应是指一步就能完成的反应
如: NO2 + CO == NO + CO2
非基元反应不能一步完成
如:2NO + 2 H2 == N2 + 2H2O 反应分三步进行
(1) 2NO == N2O2 快
(2) N2O2 + H2 == N2O + H2O 慢
(3) N2O + H2O == N2 + H2O 快
一、浓度对反应速率的影响
2、质量作用定律
质量作用定律:基元反应的反应速率与反应物浓度以方程式中化学计量数
为乘幂的乘积成正比。
任一基元反应:a A + b B → d D + e E
v = k cAacBb 称为速率方程
反应级数:浓度项的指数a或b,分别称为反应对A或B的级数,
指数之和(a+b)称为该反应的级数。
反应速率常数k :同一反应的k值随温度、溶剂和催化剂等而变。
说明:
(1) 如果有固体和纯液体参加反应,则不列入反应速率方程中:
C(s) + O2(g) → CO2(g) v = kc(O2)
(2) 反应物中有气体,在速率方程中可用分压代替浓度。
上述反应速率方程也可写为: v = kp(O2)
二、温度对反应速率的影响
阿累尼乌斯公式:
A:指前因子;Ea: 反应的活化能
当温度变化不大时,A和Ea可看成为常数,则 ln(k/[k])~1/T
成直线关系,由直线的斜率可求Ea、由截距可求得A。
例1:实验测得反应 CO(g) + NO2(g) = CO2(g) + NO(g)在不同温度下的速率常数,求此反应的活化能。
6
4
2
lnk 0
-2
-4
1/T×103
解: 以lnk对1/T作图,得一直线
T/K
600
650
700
750
800
850
k/(L·mol-1·s-1)
直线的斜率为:
反应的活化能可利用阿累尼乌斯公式直接计算得到:
若已知T1时的k1;T2时的k2
(3)
例2:用例1的数据,运用阿仑尼乌斯公式求算活化能。
解:
(2) T1=700K,T2=750K 可求得: Ea = 133kJ·mol-1
(3) T1=800K,T2=850K 可求得: Ea = 132kJ·mol-1
三、催化剂对反应速率的影响
催化剂改变反应途径示意图