文档介绍:化学反应的速率
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反过来,如果反应的1/[B] - t是线性关系,那么我们就认为它是二级反应。
据上式,二级反应的半衰期是
类似一级反应,可得
说明二级反应的半衰期与浓度有关。
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过渡态理论的优缺点:
优点——考虑了微观结构与反应速率的关系,因此一定程度上比碰撞理论先进。
缺点——确定活化络合物的结构很困难,计算方法又过于复杂,因此应用有限。
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诺贝尔化学奖得主李远哲的交叉分子束研究
交叉分子束(crossed molecular beam)技术是目前分子反应碰撞研究中最强有力的工具。
基本原理——由两个不同来源喷发出两个分子束,在一个高真空的反应室中形成交叉,使分子间发生碰撞而散射。在散射室周围设置多个窗口,以便检测出产物分子以及弹性散射的反应物分子的能量分布和角度分布,从而获得关于碰撞反应动力学的真实信息。
由于交叉分子束技术的应用,人们能够研究从确定能态(或叫量子态)反应物到确定能态生成物的反应特征,这种反应称为态-态反应(state to state reaction)。
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影响化学反应速率的一些(外部)因素
内因——物质本质
外因——浓度、温度、接触状态、催化剂等
浓度的影响
定性——一般反应物浓度升高,反应速率加快。可以理解为高反应物浓度增加了碰撞( v = PfZ 中Z增加)。
定量——通过实验,得到速率方程。
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反应物浓度(或分压)对反应速率的影响
KIO3+NaHSO3
次
序
A溶液/ml
B溶液/ml
反应快慢
4%KIO3+H2SO4
H2O
NaHSO3
淀粉
H2O
右
9
141
5
8
100
快
中
6
144
5
8
100
较快
左
5
145
5
8
100
慢
4IO3- + 10HSO3- → 2I2 + 10SO42- + 6H+ + 2H2O
在淀粉中显蓝色
反应物浓度越大, 反应速率越大。
演示实验录像
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温度的影响
定性——一般温度升高,反应加快。
原因——高速使碰撞频率增加,而且高能使有效碰撞增加。
定量——阿仑尼乌斯的经验公式(掌握)
其中A是常数, 称为指(数)前因子,Ea是活化能。对某一温差不很大的给定反应可以认为A 和Ea是定值。
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如果可以从试验数据做出lgk - 1/T图,由于此图是线性关系,便可以得到反应的活化能Ea。
斜率 = Ea/(-×)
阿仑尼乌斯公式的应用(重要)
根据阿仑尼乌斯公式,可以得到:
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反应物之间接触情况的影响
反应物有不同的气-固、液-固、固-固状态时,彼此的分子接触状态往往直接影响反应速率,例如:铁和水蒸气反应;HgCl2和KI反应(课后自学P472)。
固体颗粒越小,比表面积越大,反应越快(纳米)。
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催化作用
催化剂——能显著改变反应速率(不能左右化学平衡),而反应前后组成、质量不变,化学性质基本不变的物质(物理性质很可能改变)。
(正)催化剂——加快反应速率的催化剂。
如: 硫酸生产中使用的V2O5。
负催化剂(阻化剂、抑制剂)——能减缓反应速率的催化剂。
如: 防止橡胶、塑料老化的防老剂。
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催化剂显著增大反应速率的原因
催化剂与反应物发生的反应具有较低活化能,使活化分