3.1.1 影响化学反应速率的因素慕课视频播放-无机化学-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

同学你好

这一小节我们要讲的是影响化学反应速率的因素

将一个化学反应应用到生产实际过程当中

反应速率也是一个非常重要的问题

我们都希望这个化学反应速率

在我们可控的条件下进行

所以我们经常要研究影响化学反应速率的因素

这一小节我们重点讲一讲

浓度和温度对于化学反应速率的影响

首先我们看看浓度对于化学反应速率的影响

关于浓度对化学反应速率的影响

有一个理论的计算公式

我们把它叫做质量作用定律

质量作用定律它指的是一定温度下

一个基元反应的反应速率

与各个反应物浓度系数的幂子数的乘积成正比

看看它的数学表达式

假如说A加B生成G和H

这是一个基元反应

这里面我再补充说明一下

什么样的反应叫做基元反应

在化学反应里面我们认为

能够一步就完成的反应叫做基元反应

对于这样一个基元反应来说

它的反应速率V等于什么

等于1个比例系数K乘以它的反应物

A浓度的a次幂

乘以B浓度的B次幂

在这个速率方程里面

这个幂子数小a和这个幂指数小b它俩加在一起

我们把它叫做这个反应的反应级数

关于质量作用定律的计算

我要给大家说明几点

第一点大家要注意这个规律

它只适用于基元反应

对于非基元反应来说

我们是无法直接利用质量作用定律

来写出它的速率方程的

在质量作用定律的速率方程里面

那个比例系数小K我们把它叫做什么

叫做速率常数

速率常数它代表了一定温度下

当所有反应物的浓度

都是单位浓度时候的反应速率

这个小K它是和这个反应的温度

和我们使用的催化剂有关系的

这个K它是有单位的

K的单位决定于什么

反应级数

我们在利用质量作用定律进行计算的时候

写速率方程的时候

我们要注意什么

对于稀溶液当中的反应

溶剂的浓度

你比如说在水溶液当中的反应

水的浓度是没有必要列入速率方程的

如果是一个固体或者是液体参加的反应

这些固体和液体的浓度

是不用体现在数理方程里面去的

质量作用定律它提出来了一个基元反应

它的反应速率和反应物

浓度幂指数之间的一个定量关系式

也可以初步看出来

当我们增加反应物浓度的时候

对于反应的速率是加快的

我们再来看看温度对于化学反应速率的影响

最早对于温度对化学反应的影响

范特霍夫提出了一个经验规则

他说对于一个化学反应来说

当它的浓度不变的时候

它的温度每升高10K

它的反应速率是增加2到4倍

也就说我们可以用这样一个公式把它表示出来

这是范特霍夫在大量的实验的基础上

提出了一个经验规则

在范特霍夫经验规则的基础之上

Arrhrnius又提出来了一个

化学反应的速率常数K和温度T

之间的定量关系式

就是Arrhrnius方程式

速率常数小K等于A乘以E的

负的Ea除以RT的这个幂指数

这是他另外两个数学表达式

Ln K和log K的形式以及

如果我们已知两个不同温度下的速率常数

它们之间的一个定量关系式

这里面在Arrhrnius方程式里面

这个A是叫做指前因子

它是与我们研究的反应体系有关系的

Ea叫做反应的活化能

Arrhrnius方程式它反映了

温度T和小速率常数K之间的关系式

应用这个定量关系式

我们如果已知活化能

我们就可以计算在不同温度下

它的一个速率常数

或者是如果我们已知不同温度下的速率常数

我们可以计算一个反应的活化能

这个计算怎么来算

可以根据公式进行计算也可以通过作图法

作图法的话我们可以看到

如果我以log K为纵坐标

以T分之一为横坐标

作图会得到一条直线

这个直线的斜率就是负的Ea除以2.303R

它的截距就是log A

所以这也是利用这个不同温度下的反应速率

来计算反应活化能的一种方法

根据Arrhrnius方程式

我们看看一个化学反应的速率常数K

和两个重要的影响因素

Ea以及温度T之间的大小关系

如果一个化学反应它的Ea一定的话

温度升高

整个幂指数-EA除以RT是增加的

所以这样的话会使得K值增加

如果同一个反应的话

我们同样升高温度

这个K值是增加的

但是在不同的温度区域

比如说在高温区

我温度升高相同的数值

和低温区温度升高相同的数值相比较

根据Arrhrnius方程式

我们可以判断出来

在高温区可以增加的倍数会小一些

在低温区可以增加的倍数会大一些

这是温度T对于K的影响

下面我们再来看看Ea对于K的影响

当温度一定的时候

我们忽略A的影响

我们看看如果Ea要是越大的话

这个幂指数-EA除以RT就是越小的

它越小K也就越小

所以一个反应

如果它的活化能增加的话

它的K一定是减小的

对于两个不同的反应来说

假如他们的活化能是一大一小的

当我升高温度的时候

升高温度的时候

我们知道速率长度是增加的

对于这样两个Ea大Ea小的反应

它K增加的倍数是不同的有什么关系

如果这个活化能比较大的反应的话

它相应的K增加的倍数是比较多的

活化能小的反应可以增加的倍数是少的

所以根据Arrhrnius方程式

我们可以很明确地判断出

一个反应的活化能和温度T

对于它的速率常数的影响

最后我们再说明几点

Arrhrnius方程式它是一个经验公式

它是在实验事实基础上总结出来的

所以他也有一定的局限性

Arrhrnius方程式里面这个表述

以及对于Ea和A的解释只适用于基元反应

Arrhrnius方程式它反映的是温度T

对于速率常数的影响关系

所以要扩充到对于反应速率的影响

要求数据方程的表达形式是一定的

以上就是这一小节知识点的内容

无机化学课程列表：

第1章物质的聚集状态

-1.1 物质的聚集状态和分压定律

--1.1.1 物质的聚集状态和分压定律

--第1.1节讨论应用理想气体状态方程的时候应注意哪些问题

--第1.1节测试物质的聚集状态和分压定律

-1.2 稀溶液的依数性

--1.2.1 稀溶液的依数性(1)

--1.2.2 稀溶液的依数性(2)

--第1.2节讨论为什么讨论稀溶液的依数性时将溶质限定为难挥发非电解质

--第1.2节测试稀溶液的依数性

-第1章测试物质的聚集状态

-第1章课件物质的聚集状态

第2章化学热力学基础

-2.1 化学热力学基本概念

--2.1.1 化学热力学基本概念

--第2.1节测试化学热力学基本概念

-2.2 化学反应热效应

--2.2.1 化学反应热效应

--第2.2节测试化学反应的热效应

-2.3 化学反应热效应计算

--2.3.1 化学反应热效应计算

--第2.3节讨论为什么温度对焓变和熵变影响很小

--第2.3节测试化学反应热效应计算

-2.4 化学反应方向判据

--2.4.1 化学反应方向判据

--第2.4节讨论吉布斯自由能变的求算方法有哪些

--第2.4节测试化学反应方向判据

-第2章测试化学热力学基础

-第2章课件化学热力学基础

第3章化学反应速率与化学反应平衡

-3.1 影响化学反应速率的因素

--3.1.1 影响化学反应速率的因素

--第3.1节测试影响化学反应速率的因素

-3.2 化学反应速率理论

--3.2.1 化学反应速率理论

--第3.2节讨论有人说根据反应方程式可以直接写出速率方程，这种说法对吗？

--第3.2节测试化学反应速率理论

-3.3 化学平衡理论

--3.3.1 化学平衡理论

--第3.3节测试化学平衡理论

-3.4 化学平衡移动

--3.4.1 化学平衡移动

--第3.4节讨论标准平衡常数与经验平衡常数的区别

--第3.4节测试化学平衡移动

-第3章测试化学反应速率与化学反应平衡

-第3章课件化学反应速率与化学反应平衡

第4章酸碱平衡

-4.1 酸碱理论

--4.1.1 酸碱理论

--第4.1节讨论阿雷尼乌斯电离理论、酸碱质子理论和酸碱电子理论各有什么优缺点？

--第4.1节测试酸碱理论

-4.2 水的电离平衡

--4.2.1 水的电离平衡

--第4.2节测试水的电离平衡

-4.3 弱酸弱碱平衡

--4.3.1 弱酸弱碱平衡

--第4.3节测试弱酸弱碱平衡

-4.4 盐水解平衡

--4.4.1 盐水解平衡

--第4.4节测试盐水解平衡

-4.5 缓冲体系

--4.5.1 缓冲体系

--第4.5节讨论人体血浆中有哪些缓冲系统，最重要的是哪一个？

--第4.5节测试缓冲体系

-第4章测试酸碱平衡

-第4章课件酸碱平衡

第5章沉淀-溶解平衡

-5.1 溶度积常数

--5.1.1 溶度积常数

--第5.1节测试溶度积常数

-5.2 溶度积常数与溶解度换算关系

--5.2.1 溶度积常数与溶解度换算关系

--第5.2节测试溶度积常数与溶解度换算关系

-5.3 溶度积规则

--5.3.1 溶度积规则

--第5.3节讨论溶度积规则用途是什么？怎么理解？

--第5.3节测试溶度积规则

-5.4 影响沉淀生成因素

--5.4.1 影响沉淀生成因素

--第5.4节测试影响沉淀生成因素

-5.5 分步沉淀

--5.5.1 分步沉淀

--第5.5节测试分步沉淀

-5.6 沉淀溶解

--5.6.1 沉淀溶解

--第5.6节测试沉淀溶解

-5.7 沉淀转化

--5.7.1 沉淀转化

--第5.7节测试沉淀转化

-第5章讨论人体中有沉淀溶解平衡吗？举例说明

-第5章测试沉淀-溶解平衡

-第5章课件沉淀-溶解平衡

第6章氧化还原平衡

-6.1 原电池

--6.1.1 原电池

--第6.1节测试原电池

-6.2 电极电势

--6.2.1 电极电势

--第6.2节测试标准电极电势

-6.3 Nernst方程

--6.3.1 Nernst方程

--第6.3节讨论电池反应和电极反应的能斯特方程有什么异同点？

--第6.3节测试电极电势Nernst方程

-6.4 电极电势的应用

--6.4.1 电极电势的应用(1)

--6.4.2 电极电势的应用(2)

--第6.4节讨论怎么解释单质银不能从盐酸溶液中置换出氢气，但可从氢碘酸中置换出氢气

--第6.4节测试电极电势应用

-6.5 元素电势图及其应用

--6.5.1 元素电势图及其应用

--第6.5节测试元素电势图及其应用

-第6章测试氧化还原平衡

-第6章课件氧化还原平衡

第7章原子结构与元素周期律

-7.1 玻尔氢原子模型

--7.1.1 玻尔氢原子模型

--第7.1节测试玻尔氢原子模型

-7.2 波粒二象性

--7.2.1 波粒二象性

--第7.2节测试波粒二象性

-7.3 薛定谔方程

--7.3.1 薛定谔方程

--第7.3节测试薛定谔方程

-7.4 四个量子数

--7.4.1 四个量子数

--第7.4节测试四个量子数

-7.5 波函数角度分布图

--7.5.1 波函数角度分布图

--第7.5节讨论波函数角度分布图上的正、负号有什么含义

--第7.5节测试波函数角度分布图

-7.6 多电子原子结构

--7.6.1 多电子原子结构

--第7.6节测试多电子原子结构

-7.7 元素性质的周期性变化

--7.7.1 元素性质的周期性变化

--第7.7节讨论说说电离能和电子亲合能的变化趋势，其中有哪些特例

--第7.7节测试元素性质的周期性变化

-第7章测试原子结构与元素周期律

-第7章课件原子结构与元素周期律

第8章分子结构

-8.1 现代价键理论

--8.1.1 现代价键理论

--第8.1节测试现代价键理论

-8.2 杂化轨道理论

--8.2.1 杂化轨道理论

--第8.2节讨论 sp、sp2、sp3杂化轨道的成键能力的大小次序？

--第8.2节测试杂化轨道理论

-8.3 价层电子对互斥理论

--8.3.1 价层电子对互斥理论

--第8.3节测试价层电子对互斥理论

-8.4 分子轨道理论

--8.4.1 分子轨道理论

--第8.4节测试分子轨道理论

-第8章讨论为什么说杂化轨道理论和价层电子对互斥理论存在互补关系

-第8章测试分子结构

-第8章课件分子结构

第9章晶体结构

-9.1 晶体结构

--9.1.1 晶体结构

--第9.1节测试晶体结构

-9.2 金属键理论与金属晶体

--9.2.1 金属键理论与金属晶体

--第9.2节测试金属键与金属晶体

-9.3 离子键与离子晶体

--9.3.1 离子键与离子晶体

--第9.3节测试离子键与离子晶体

-9.4 离子极化理论

--9.4.1 离子极化理论

--第9.4节讨论离子极化对无机化合物的颜色产生什么影响

--第9.4节测试离子极化理论

-9.5 分子间力与分子晶体

--9.5.1 分子间力与分子晶体

--第9.5节测试分子间力与分子晶体

-9.6 氢键

--9.6.1 氢键理论

--第9.6节讨论氢键的存在对水的性质有哪些影响

--第9.6节测试氢键

-第9章测试晶体结构

-第9章课件晶体结构

第10章配位化学基础

-10.1 配位化合物组成及命名

--10.1.1 配位化合物组成及命名

--第10.1节讨论为什么螯合物会更稳定

--第10.1节测试配位化合物组成和命名

-10.2 配合物解离平衡

--10.2.1 配合物解离平衡

--第10.2节测试配合物解离平衡

-10.3 配合物解离平衡的移动

--10.3.1 配合物解离平衡的移动

--第10.3节测试配合物解离平衡移动

-10.4 配合物的化学键理论-杂化轨道理论

--10.4.1 配合物的化学键理论(1)

--10.4.2 配合物的化学键理论(2)

--第10.4节测试配合物的化学键理论-杂化轨道理论

-10.5 配合物的晶体场理论

--10.5.1 晶体场理论(1)

--10.5.2 晶体场理论(2)

--10.5.3 晶体场理论(3)

--第10.5节测试配合物的晶体场理论

-第10章讨论为什么大多数金属水合离子有颜色，但是锌离子、银离子无色

-第10章测试配位化学基础

-第10章课件配位化学基础

第11章氢和稀有气体

-第11章课件氢和稀有气体

-第11章测试氢和稀有气体

第12章碱金属和碱土金属

-第12章课件碱金属和碱土金属

-第12章测试碱金属和碱土金属

第13章硼族、碳族和氮族元素

-第13章课件硼族、碳族和氮族元素

-第13章测试硼族、碳族和氮族元素

第14章氧族元素和卤素

-第14章课件氧族元素和卤素

-第14章测试氧族元素和卤素

第15章过渡元素

-第15章课件过渡元素

-第15章测试过渡元素

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