📜  影响化学反应速率的因素

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:10.561000             🧑  作者: Mango

影响化学反应速率的因素

反应速率是从反应物产生化学反应产物的速度。它提供了有关可以完成反应的时间范围的一些信息。例如纤维素在火中燃烧的反应速度非常快,不到一秒就完成了反应。

什么是反应率?

一些化学反应几乎是瞬时的,而另一些则需要时间才能达到最终平衡。根据一般定义,反应速率是反应发生的速率。

例如,木材燃烧具有高反应速率,因为该过程很快,而铁生锈具有低反应速率,因为该过程缓慢。

影响反应速率的因素

只有当反应物分子相互碰撞时才会发生化学反应。化学动力学的碰撞假说描述了这一点。根据碰撞,为了发生反应,反应物必须以大于活化能E a的足够能量碰撞。然而,其他因素会影响反应速率,例如增加能量大于活化能 E a的分子比例。反应速率受四个因素影响。它们如下:

反应物的性质

化学反应在水溶液中几乎立即发生。因为反应物分子的化学键被破坏了。离子的吸引力被破坏,离子被水分子水合。此外,大多数离子在所有方向上都具有相等的吸引力。在大多数情况下,在这些情况下不必中断共价连接。另一方面,需要打破共价键的分子之间的反应往往非常缓慢。因此,反应速度受反应物分子结构特性的影响,例如键极性、几何形状、整体尺寸和方向。

反应物浓度

我们知道大多数反应的速率随着反应物浓度的增加而增加。增加反应物的浓度意味着增加相同体积中反应物分子的数量。对于许多(但不是全部)反应,浓度和反应速率之间存在直接联系。结果,当浓度加倍时,反应速率也加倍。这可以通过碰撞假说来解释,该假说指出,反应物分子的数量增加一倍会导致同时发生两倍的碰撞。

反应物的温度

在几乎所有情况下,反应速率都会随着温度升高而增加。温度每升高 10°,反应速度加倍!这是一个非常强大的效果。例如,温度从 20° 增加到 80°(六个 10° 增量)将导致反应速率快 2 6 = 64 倍。这是一个重大的利率变化。碰撞理论也可以解释这一点:所有分子的平均动能是温度的直接函数。由于分子与更多能量碰撞,它们的活化能降低。

催化剂的存在

催化剂是一种在不真正参与的情况下加速反应的化学物质。催化剂通过提供替代的化学途径起作用。它是一种使用最少能量将反应物转化为产物的方法。一些催化剂加速不止一种反应,但其他催化剂,如我们细胞中的酶,对特定反应或什至是单一类型的反应物分子具有特异性。结果,催化剂加速了该过程。

压力系数

气体浓度随压力增加而增加,从而增加反应速率。反应速率在气体分子较少的方向上加快,在相反方向上减慢。结果,很明显压力和注意力是相关的,并且它们都影响响应速度。

示例问题

问题1:浓度如何影响反应速率?

回答:

问题2:反应的化学动力学和方程式的化学平衡有什么区别?

回答:

问题3:为什么反应速率随温度升高而升高?

回答:

问题4:化学热力学和化学动力学有什么区别?

回答:

问题 5:催化剂如何加速反应?

回答: