当前课程知识点：大学化学 > 第八章 化学动力学基础 > 8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二） > Video
同学们好
这一节我们继续
浓度和温度
对化学反应速率的影响的学习
在上一节当中
为大家讨论了碰撞理论的
相关内容
为大家一起分享了
碰撞是发生化学反应的
重要先决条件
同时和大家讨论了
什么样的方式是有效碰撞
什么样的方式是无效碰撞
而且发生有效碰撞先决条件是
分子必须具有足够的能量
还要有合适的方位
那么更进一步的
我们来了解碰撞理论
必须是首先要碰撞
才能够发生化学反应的
这样一个基本要素
有了这样一个基本要素
才建立了碰撞理论的
理论基础
但是
能够发生化学反应的碰撞
也就是有效碰撞
在我们总的碰撞当中
所占的比例和
我们的反应进程
和反应速率密切相关
有效碰撞的次数越多
反应速率就会越快
反应进程也会进行的越顺利
反之亦然
同时碰撞理论
为了描述有效碰撞的分子和
普通分子之间
有什么样的差别
给出了一个对于分子的
全新的描述
也就是活化分子
碰撞理论认为
在整个反应体系当中
能够发生有效碰撞的分子
被称为活化分子
活化分子在整个体系当中
所占的比例的数量
就决定了有效碰撞
在所有碰撞当中所占的比例
所谓的活化分子呢
碰撞理论认为
是在一定温度下
少数的分子呢
会具有比体系的
平均能量值要高的多的
这样的能量
刚才我们讨论了
能量是发生有效碰撞的
先决条件之一
有了足够的能量
再有合适的方位
从能够发生有效的碰撞
具有足够能量的分子呢
它们在发生碰撞的时候
才能够导致原有的
化学键的破裂
从而导致形成新的化学键
和新的化合物
有关活化分子的物理图象
在碰撞理论当中
为我们描述了一个
具体而形象的物理模型
首先是能量
其次呢 是我们碰撞的方位
同时碰撞理论把活化分子
所具有的最低能量
与反应物分子的
平均能量之差
称为活化能
这样的活化能呢
就是来反映
在一个体系当中
具有超过平均能量
较多能量部分的
能够发生有效碰撞的分子的
数量或达到能够发生
有效碰撞的分子的能量的
这样一个门槛的高低
如果用数学方程来表示的话
那么就是我们的
反应体系当中的平均能量
与我们活化分子的最低能量
两者之间的差值
就是我们反应体系的活化能
活化能越高
反应的门槛就会越高
这时候活化分子的数量
相应就会减少
而如果
活化分子的数量减少的话
发生有效碰撞的机会呢
就会相应的减低
如果我们把整个
反应体系当中的
分子所具有的能量的分布
来加以一个
数学图形描述的话
我们就能够更直观的看出
活化能它的物理含义
比如在一定温度下
我们发现体系当中
分子的能量的平均分布呢
大约是这样的一个
分布的方式
其中平均能量
处在我们的峰值位置
这时候
描述的是我们在这个温度下
体系所具有的
平均分子的能量
能够发生化学反应的
也就是通过碰撞
来发生化学反应的
有效碰撞分子
也就是我们刚才讨论的
活化分子的最低能量
如果我们定义为E0的话
那么这个时候
把E0和E平之间的差值进行
数学的量度的话
它反映的就是我们的
反应体系当中的活化能
因此从这个图象上来看
E平和E0之间的差值越大
活化能越高
反应的门槛呢就会越高
有效碰撞呢
发生的次数就会越少
相反如果两者之间的
差值越小的话
活化分子的数量越多
发生有效碰撞的次数就会越多
反映速率就会越大
反应进程呢就会越快
活化能是化学反应的能垒
活化能越高反应就越慢
活化能越低呢反应就越快
从刚才的图象当中
同学们已经可以直观的了解
但是要注意的是
活化能不仅仅要通过
刚才的图象去了解
它的物理模型的含义
更重要的是要掌握的
活化能和我们的
反应速率常数一样
都是要通过实验来测定的
有关这样的观点
在中学里
同学们可能已经
通过老师的介绍
和反复的学习
建立起了这样的概念
大学里更要巩固这样的概念
同时
我们还要和大家分享的一个
新的话题是
既然活化能要通过实验来测定
活化能会随着温度的变化
而改变吗
在中学里
由于学习体系的限制
大多数的情况下
老师给同学们介绍的
这活化能是一个常数
不会随着温度的变化而变化
但是刚才通过我们对
碰撞理论的学习
对分子发生有效碰撞
模型的体会
同学们是不是已经开始关注
活化能与温度之间的
相互关系呢
因为我们可以从
体系内分子的能量的变化
与温度变化之间的关系上
找到Ea变化的途径
原因在哪里呢
对于一个确定的反应体系来讲
在低温下
它的分子具有的平均能量
是较低的
温度升高以后呢
反应体系当中的
分子的平均能量
也会随之升高
但是对一个确定的体系而言
体系当中的活化分子
所具有的最低能量
也就是说
能够发生有效碰撞的
分子的所具有的最低的能量
往往是确定的
这样有一个确定的E0
而E平呢会随着温度的升高
而逐渐的向高能量端移动
这时候同学们就不难以想象
E0和E平之间的差值呢
会逐渐随着
温度的变化而缩小
而这个差值
代表的就是我们
特定反应体系的
反应的活化能
因此
反应的活化能
会随着温度的变化
而发生相应的改变
这已经是被大家
证实的一个确定的事实
但是
活化能随温度的变化
针对不同的体系
又有不同的表现
在大多数情况下
活化能随温度的变化的影响呢
不足以影响我们对于
在常温或常温附近
研究化学反应的
变化的影响
所以在大多数情况下
人们把活化能
当作一种常量来处理
并不会在很大程度上
影响我们对于化学结果
分析的精确性的把握
所以在初中化学当中
老师给同学们介绍的
活化能是一个常数
不会随温度改变
这样一个观点
在一定程度上
是可以接受的
但是通过我们学习高等化学
在大学化学里边
我们来研究
碰撞理论模型的时候
我们就要更精确的去把握
活化能与温度之间的关系
也就是建立起来一个
全新的概念
温度变化
活化能
也会发生相应的变化
这样一个观点的建立
会有助于我们对
碰撞理论的深入理解
同时也有利于我们
对于化学反应进程的
更深刻的把握
了解了活化能
与温度之间的关系
我们来看温度变化
对于反应速率的影响
随着温度的升高
我们从体系内
分子的平均能量
与我们的活化分子的
最低能量的差
之间可以导出
活化能随温度变化的规律
但是同时
由于温度的升高呢
体系内
分子间的碰撞频率会增加
活化分子所占的比例
也会相应的增加
从而会大大的加快反应的速率
所以温度升高
会加快化学反应速率
其理论原因就在这里
同时
如果反应物的浓度增加
反应速度也会相应的加快
其原因也在单位体积内
活化分子的数目的增加
活化分子数目的增加呢
会导致有效碰撞的次数增加
那么反应速率的加快呢
也就变得毫无疑问了
所以通过温度
和反应物浓度的变化
对反应速率的影响的讨论
使我们更加具体形象的理解了
反应速率与活化能和
反应速率与有效碰撞之间的
内在联系
碰撞理论帮我们建立了
直观明了的物理模型
讨论化学反应
我们可以直接从
有效碰撞
活化能的变化
来了解化学反应的本质
其结果非常容易理解和接受
但是碰撞理论
把分子之间发生化学反应的
根本原因
直接归结为刚性球体的
这样的一个碰撞
这种碰撞要么是
发生化学反应的有效碰撞
要么就是
不发生化学反应的
无效碰撞
这样的归类
似乎过于简单了
因为分子的成键和
分子的原有键性的破坏
两者之间除了能量以外
还有一个空间方向的
这样的限制
空间方向的限制
就与我们前述了解的
价键的特性
以及原子核外电子的
运动方式直接相关
而这些现象
在我们的碰撞理论当中
是很难找到答案的
因此碰撞理论
对于我们整个
化学反应的模型的描述
过于简单
这也就制约了
我们对于化学进程的
更直接
更准确的把握
同时呢
除了碰撞以外
碰撞理论还给出了
活化分子的物理的概念
通过能量的变化
使人们了解了
什么样的能量
才使分子具有了
发生的有效碰撞的
这样一个基础
但是关于活化分子
它的构成的本身
所给出来的物理图象
却是模糊的
碰撞理论
虽然直观、明了
易于接受
但是由于把碰撞与
反应直接挂钩
同时对于活化分子的理解
又不够深入
所以人们仅仅依靠碰撞理论
来了解
化学反应的实质进程
显然是不够的
因此在这样的基础上
通过对碰撞理论的深化
人们发展出了
新的关于化学反应进程的
研究理论体系
也就是过渡态理论
有关过渡态理论的相关内容呢
我们在下一节
在和大家进行详细的讨论
这节课我们就介绍到这
-1.1 不一样的大学化学
--Video
-1.2 化学体系的建立
--Video
-1.3 应该了解的化学
--Video
-1.4 课程学习的必要准备
--Video
-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液晶
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
--Video
-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
--Video
-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
--Video
-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
--Video
-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
--Video
-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
--Video
-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
--Video
-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
--Video
-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
--Video
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
--Video
-4.1 离子键理论—离子键价键构型
--Video
-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
--Video
-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
--Video
-4.2 共价键理论—现代价键理论
--Video
-4.2 共价键理论—共价键的性质
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
--Video
-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
--Video
-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
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-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
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-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
