分析影响化学反应速率的因素

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  化学反应速率是研究在单位时间内反应物或生成物浓度的变化。通常指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的尺度。影响化学反应速率的因素有内因和外因两方面。
  一、内因
  内因是主要因素,指化学反应速率是由物质的性质和反应历程决定的。
  二、外因
  外因即外界条件对化学反应速率的影响。
  1.化学反应与活化分子。化学反应发生的先决条件是反应物分子之间必须发生碰撞。能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞;不能发生化学反应的碰撞称为无效碰撞。能够发生有效碰撞的分子称为活化分子。
  活化分子——有效碰撞——化学反应
  2.外界条件对化学反应速率的影响。对同一个化学反应来讲,外界条件不同,反应速率不同,我们学习的重要的外界条件为浓度、温度、压强、催化剂等。
  (1)浓度。对一个可逆反应,当其他条件不变时,增大反应物(或生成物)的浓度,正反应(或逆反应)速率立即增大,逆反应(或正反应)速率随后增大;减小反应物(或生成物)的浓度,正反应(或逆反应)速率立即减小,逆反应(或正反应)速率随后减小。因为,在其他条件不变时,活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。
  反应物浓度增大——活化分子数增多——有效碰撞的次数增加——化学反应速率增大
  因此,增大反应物的浓度,可以增大化学反应速率,减小反应物的浓度可以减小化学反应速率。注意:对于纯液体或固体物质,可以认为它们的浓度时一个“常数”。它们的量的改变对化学反应速率无影响。
  (2)温度。当其他条件不变时,升高温度,可以增大正逆化学反应速率,吸热反应增大的程度更大;降低温度,可以减小正逆化学反应速率,吸热反应增大的程度更小。因为:在其他条件不变时,升高温度,反应物分子的能量增加,原来能量较低的一部分分子变成了活化分子。活化分子的百分数提高——有效碰撞的次数增加——化学反应速率增大。因此,升高温度可以增大化学反应速率。
  (3)压强。对于气体参加的化学反应,当其他条件不变时,增大压强,可以增大化学反应速率,减小压强可以减小化学反应速率。因为当其他条件不变时,增大压强——增大反应浓度活化分子数增多——有效碰撞的次数增加——化学反应速率增大。因此,增大压强增大化学反应速率。
  (4)催化剂:催化剂能够同等程度的改变正逆化学反应速率,能够加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂;能够减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。实际应用中基本都指正催化剂。因为:催化剂——降低反应所需能量——更多的反应物分子成为活化分子——活化分子的百分数提高——化学反应速率增大各种外界条件对反应速率影响的实质,都是改变了反应物的活化分子的百分数,从而改变了有效碰撞的次数而影响了化学反应速率。影响化学反应速率的外界条件除浓度、温度、压强、催化剂外,还有其他因素:如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。总之,向反应体系输入能量,都有可能改变化学反应速率。
  (责任编校:白水)
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