基元反應溫度與反應速率
① 對於基元反應,反應速率系數總是隨溫度的升高而增大嗎
你說的反應速率系數是指速率常數吧。
速率常數隨溫度升高都是增大的,不管它是基元反應還是復雜反應。因為到目前為止還沒有發現化學反應的活化能是負值的。所以不管什麼反應升溫速率都是增大的。
② 基元反應的反應速率之比等於系數比嗎
這里的化學反應一定針對的可逆反應,也就是同時向右和向左都能發生的反應。化學平衡是化學反應進行到某個程度時出現的相持階段,就是一種平衡狀態,達到這個狀態則向左反應和向右反應的速率相等。
在從反應開始至達到平衡的過程,可以說就像拔河比賽,兩字力量懸殊的隊伍在比拼力量的大小,左邊的力量很大但是處於不斷衰竭,右邊力量開始很小但是不斷在增長,開始的時候會出現一邊倒的情況,左邊的占優勢,但是隨著時間的推移,二者會達到剛好力量相等,這時候就出現相持不下的階段。如果能長時間相持,就是平衡狀態出現了。
在化學反應中,比如氫氣+氮氣==氨氣
一般開始是通入了左邊兩種的反應物,開始反應時向右的反應速率大,向左的速率小(從零開始的),反應一段時間後的結果是左邊氣體減少,氨氣增多,即反應在向右進行。過一段時間後,氫氣和氮氣不再減少,氨氣也不再增多,也就是反應到一定程度就不再繼續轉化。其原因並不是反應停止,而是向左和向右的反應速率剛好相等,出現相持的情況,此時就達到化學平衡狀態。這種狀態與拔河的兩只隊伍的出現相持情況很像,其實雙方都在用力,不過由於實力相當,繩子動也不動,就看不出變化。這時如果某個相關條件發生改變,比如左邊的一方或右邊一方加了人,或者一方減少了人,相持的狀態就會被打破。對反應而言就是改變了向左的正反應速率或者向右的逆反應速率,使二者不再相等,若某一方向的反應占優勢則物質向那個方向轉化,即平衡向那個方向移動了。
也就是反應是一直在進行,但是平衡有可能達到了,也有可能沒達到。這個問題弄清楚了,再來看反應速率為什麼是等於系數比的問題:由於向右的反應是
氮氣與氫氣的碰撞引起的,每1個氮氣與三個氫氣消耗就會生成兩個氨氣,這樣
正反應速率
就是v(氮氣):v(氫氣):v(氨氣)=1:3:2.
同樣向左的反應是兩個氨氣分子碰撞引起的,每2個氨氣消耗則生成1氮氣
3氫氣,則反應速率之比還是
v(氮氣):v(氫氣):v(氨氣)=1:3:2。這樣的情況從反應開始
不論有無平衡都是這樣,只是平衡時正反應速率與逆反應速率相等。懂了吧?就算此時沒有達到平衡
,兩組反應速率各自都是等於系數比。不要把平衡與反應速率兩個概念混為一談。
③ 怎麼在nist上查詢基元反應的反應速率常數,基元反應中通常包含一些質子什麼的非常規化學物質,怎麼輸入呢
因為不管是否可逆反應,只要溫度改變(升高/降低),反應速率都會改變,只要升高溫度,反應物分子獲得能量,使一部分原來能量較低分子變成活化分子,增加了活化分子的百分數,使得有效碰撞次數增多,故反應速率加大(主要原因)。當然,由於溫度升高,使分子運動速率加快,單位時間內反應物分子碰撞次數增多反應也會相應加快(次要原因)。而在可逆反應中,平衡移動方向可以據勒沙特列原理判斷,即:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、溫度、壓強等),平衡就向能夠削弱這種改變的方向移動。例如在吸熱反應中,降低反應溫度。v正和v逆均減小,但v正<v逆。
④ 化學反應速率與溫度有什麼關系
你問的問題屬於動力學的范圍。 至於升溫使正反應速率增加,可以由某些動力學方程得到。這將非常復雜。 動力學裡面有用於表示化學反應速率的方程,叫做質量做用定律。質量作用定律中有濃度表達項,這說明化學反應速率與物質濃度有關系;還有一個速率常數k,這個速率常數可以根據阿侖尼烏斯公式表達,其中含有溫度T和活化能Ea。 因此可以知道,改變溫度實際是影響了質量作用定律中的速率常數k。 根據一系列積分運算和作圖,我們可以得到一個結論:一般地,升高相同的溫度,活化能大的反應,速率常數擴大的倍數大。濃度不變時,速率增大的幅度就大。 因此,如果升高溫度使化學平衡正向移動,不嚴格的情況下我們可以說:原因就是正反應的活化能基本大於逆反應。
⑤ 溫度對速率常數的影響
為了完成基元化學反應,所涉及的分子必須要達到某一距離,而且更多復雜的分子在空間上的排列彼此適合。注意,以下討論的是專門針對基元反應而言。
化學反應是通過改變分子結構或打破化合鍵使分子重新排列實現的,反應以後發生最終反應產物的弛豫現象。反應第一步需要活化能Eaf,而最終反應產物的弛豫則釋放能量Eab,圖4.2表示了能量與反應進程的關系。可見,正向反應物至少需要 Eaf的能量去克服活化能障礙,而逆反應需要 Eab的能量從生成物變成反應物。具有高於能量E的粒子概率根據Boltzmann 統計學,與 exp(-E/RT)成正比(T為絕對溫度,R是氣體常數)。反應速率與碰撞因子A(單位時間內碰撞的數目)成正比。A與溫度有關,則反應速率為
岩溶作用動力學與環境
由此可得速率常數k:
岩溶作用動力學與環境
這是Arrhenius(阿列紐斯)型方程。由於基元反應常數kf和kb與平衡常數K有關,故有
岩溶作用動力學與環境
這是平衡常數依賴於溫度的一般方程。其中能量差ΔE是反應中釋放的能量。在大多數反應中,ΔE近似等於焓變。
活化能量的大小決定了反應速率對溫度的依賴關系,並提供了反應機制的信息。
在擴散機理控制的反應中,一旦反應物相遇,便立即發生反應,不需要克服能量的障礙。因此,反應速率常數與反應物A→B的通量成正比。這個通量與擴散系數成正比。一般擴散系數與溫度的關系也呈Arrhenius型,並具有較低的活化能(ΔE<20 kJ·mol-1)。
在化學控制機理(非均質表面反應控制)中,其活化能較高。如方解石溶解的3個基元反應中的2個基元反應的活化能ΔE≈32 kJ·mol-1(Plummer et al.,1978)。這兩個基元反應在pH>6 時是重要的。當pH值較低時,主要是氫離子影響CaCO3的溶解,如方解石在HCl溶液中的溶解。這時,活化能為ΔE=8 kJ·mol-1,表示H+向方解石表面的擴散傳輸控制著反應速率(Plummer等,1978;Sjoberg,1983)。
圖4.2 與正、逆反應活化能有關的潛障
⑥ 想同類型的基元反應,反應速率常數一樣嗎
因為不管是抄否可逆反應,只要溫度改變(升高/降低),反應速率都會改變,只要升高溫度,反應物分子獲得能量,使一部分原來能量較低分子變成活化分子,增加了活化分子的百分數,使得有效碰撞次數增多,故反應速率加大(主要原因)。當然,由於溫度升高,使分子運動速率加快,單位時間內反應物分子碰撞次數增多反應也會相應加快(次要原因)。而在可逆反應中,平衡移動方向可以據勒沙特列原理判斷,即:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、溫度、壓強等),平衡就向能夠削弱這種改變的方向移動。例如在吸熱反應中,降低反應溫度。v正和v逆均減小,但v正<v逆。
⑦ 化學反應速率和溫度的關系問題
溫度每升高10K,反應速率增加到原來的2-4倍(范·特霍夫的經驗規律)
1、不一定。
反例如下:(中學階段一致認為溫度升高速率加快)
當然,在溫度極高的情況下,實際情況更為復雜,這個討論只是簡單地建立在Arrhenius方程上的不太嚴格的討論。
可逆反應(正反應吸熱)溫度增加到一定限度的情況下反應方向會反向進行,但是速率還是增大的,改變的是反應的限度。
⑧ 在一定溫度下,一個基元反應的速率常數是( )。(
B
答案解來析:[解析]
一定溫度下源,對於一些簡單的由反應物一步轉變為生成物的反應(稱為基元反應),反應速率與各反應物濃度冪(冪次為分子式前系數)的乘積成正比。這一規律稱為質量作用定律。對於某一基元反應
aA+bB→gC+dD
其反應速率方程式為
v=k[A]a.[B]b
式中,K為該溫度下的反應速率常數。
濃度項的指數之和(a+b)稱為反應級數。濃度[A]也可表示為c(A)。
在一定溫度下,不同反應的A值不同,且k值越大,反應速率越大。對同一反應來說,K
值與反應物濃度無關,只隨反應的溫度及催化劑等因素而改變。
實際上,大多數化學反應是由若干個基元反應(稱為非基元反應)。此時,質量作用定律
雖適用於其中每一過程,但往往不適用於總的反應。例如,反應
2NO+2H2→N2+2H2O
由實驗測定:v=k[NO]2.[H2],反應級數為3。經研究,該反應由以下兩步進行:
第一步(慢)
2NO+H2→N2+H2O2
第二步(快)
H2O2+H2→2H2O
顯然,第一步慢反應成為整個反應速率的控制步驟,所以反應速率方程式應由此而定。
⑨ 如果A→B為基元反應,則反應速率v=k(A)。那麼2A→2B必然也是基元反應,那麼反應速率微分方程該怎麼寫呢
A→B為
基元反應
,則2A→2B必然不是基元反應,而其速率方程變為v=2k(A)。
基元反應指一步碰撞就能完成的版反應,而2個A分子顯權然不是通過互相碰撞完成該反應的,如果是互相碰撞的基元反應,則顯然有v=k'(A)^2(一撇為和上面的k區分)。
⑩ 為什麼有的反應溫度升高,反應速率反而下降
這個我會,我學過,確實有的,因為有的化學反應的活化能Ea是負值,根據阿倫尼烏斯公式,T增大,則k(反應速率常數)減小,所以化學速率下降。希望你能採納我的答案~