PDF《物质科学_化学篇（下） 第六章 化学反应速率》

(2)非均相反应发生於相之界面上,须接触才能产生反应,故增加接触面积可 增加反应速率

3 (

2 ) (

2 ) ( ) (

2 g aq aq s H Zn H Zn + → + + + ) (

2 2 s MgO O Mg → + 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

8 (3)增加接触面积的方法 (a) 将固体再分割为更小的颗粒,以正方体固体为例,若边长分割成为原来 n n n

1 之小正方体,则总表面积增为原来之 倍,反应速率增为原来 倍. (b 例如将熄的炭火经搅动可增加与氧的接触面,燃烧将可更旺盛. (a) (b) :温度升高,分子平均运动速率增加,碰撞频率增 大,有效碰撞粒子数增多,故反应速率增大. (2)温度升高,不论是吸热或是放热反应,其反应速率均会增加. (a) 一般反应在常温时,温度每升高 10℃,反应速率约增为

2 倍. )搅拌: 5. 温度与反应速率的关系 (1)温度升高,反应速率增加的原因 能量因素(主因):温度升高,分子平均动能增加,具有高动能的分子数 应速率增大.如下图 碰撞频率因素(次因) 增加(动能分布曲线右移),超过低限能的分子数增加,造成有效的碰撞 频率增加,反(b)

10 10

1 2

2 r = = .

2 1

2 t t t r ? ? (c) 例外:鸡蛋中的蛋白遇热,每升高 10℃,反应速率约增为

50 倍. 运动速率增加 粒子动能增加 升高 ? ? ∴ = ∴ = = T kT v kT mv E

3 2

3 1

2 ∵ K

2 m 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

9 6. 催(1)催 中虽有参与但反应后本身性质及量都不改变的物质. (2)加入催化剂可改变反应途径,使反应依较低活化能的途径进行,亦即使反 应低限能降低,使超过最低能量要求的粒子释增加,反应速率自然增加. (3)催化剂对正逆反应皆等量相等,故正、逆活化能皆降低. 化剂与反速率的关系 化剂(触媒)的定义:添加於反应物中能改变化学反应速率,在反应过程 (b)加催化剂时,正逆双方活化能降低量相同,因此催化剂对正逆反应皆等 量加速,如此可日加速达到平衡,但不能改变平衡位置,也不能增加生 成物的产率. (c) 加催化剂时,不改变反应物与生成物的热含量,故催化剂不改变反应 热. (d)催化剂必须参与反应才能催化,而於反应后再生成回复,故只要少许的 催化剂就可以达成催化的目的.但催化剂浓度愈大或接触面积愈大,催 化的效果愈好. (4)催化剂的特性 (a) 参与反应但无消耗,故在化学计量上质量不变. 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

10 (e) 催化剂的催化作用具有专一性,即某种催化剂只可催化某种反应,但对 其他反应可能毫无影响. (f) 相同的反应物若可进行多样的反应,则使用不同的催化剂及温压可产生 不同的主产物. . 7. 加 分子动能 分布曲线 活化能 (低限能) 高能量粒子数 有效碰撞频率 O H CH atm C Ni

2 4

1 100

2 0 + ? ? ? ? → ? 如: H CO

3 + OH CH H CO atm C ZnO O Cr

3 500

400 2

0 3

2 2 ? ? ? ? ? ? ? → ? + (g)自催化反应:如OHMn CO H MnO O C

2 2

2 4

2 4

2 8

2 10

16 2

5 + + → + + + + ? ? , 其中产物 +

2 Mn 具有催化作用,恰可以催化反应物加速反应,此类反应 称为自催化反应 催化剂与温度升高的效应比较 因素 温度升高 向右移 不变 增加 增加 入催化剂 不移动 降低 不变 增加 加6-5 反应速率定律 1. 速率定律式的意义 (1)反应物粒子间需有效碰撞才能发生反应,故反应物浓度愈高,则发生有 效碰撞的机会就愈多,反应速率就愈快. (2)反应速率与反应物浓度的定量关系称为速率定律式. 2. 表示法:设反应为 ,则反应速率定律式可写成 ,其中 表示各反应物的浓度, 称为反应级数. dD cC bB aA + → + ] [ ], [ B A n m B A k r ] [ ] [ = n m, 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠