基元反应温度与反应速率
① 对于基元反应,反应速率系数总是随温度的升高而增大吗
你说的反应速率系数是指速率常数吧。
速率常数随温度升高都是增大的,不管它是基元反应还是复杂反应。因为到目前为止还没有发现化学反应的活化能是负值的。所以不管什么反应升温速率都是增大的。
② 基元反应的反应速率之比等于系数比吗
这里的化学反应一定针对的可逆反应,也就是同时向右和向左都能发生的反应。化学平衡是化学反应进行到某个程度时出现的相持阶段,就是一种平衡状态,达到这个状态则向左反应和向右反应的速率相等。
在从反应开始至达到平衡的过程,可以说就像拔河比赛,两字力量悬殊的队伍在比拼力量的大小,左边的力量很大但是处于不断衰竭,右边力量开始很小但是不断在增长,开始的时候会出现一边倒的情况,左边的占优势,但是随着时间的推移,二者会达到刚好力量相等,这时候就出现相持不下的阶段。如果能长时间相持,就是平衡状态出现了。
在化学反应中,比如氢气+氮气==氨气
一般开始是通入了左边两种的反应物,开始反应时向右的反应速率大,向左的速率小(从零开始的),反应一段时间后的结果是左边气体减少,氨气增多,即反应在向右进行。过一段时间后,氢气和氮气不再减少,氨气也不再增多,也就是反应到一定程度就不再继续转化。其原因并不是反应停止,而是向左和向右的反应速率刚好相等,出现相持的情况,此时就达到化学平衡状态。这种状态与拔河的两只队伍的出现相持情况很像,其实双方都在用力,不过由于实力相当,绳子动也不动,就看不出变化。这时如果某个相关条件发生改变,比如左边的一方或右边一方加了人,或者一方减少了人,相持的状态就会被打破。对反应而言就是改变了向左的正反应速率或者向右的逆反应速率,使二者不再相等,若某一方向的反应占优势则物质向那个方向转化,即平衡向那个方向移动了。
也就是反应是一直在进行,但是平衡有可能达到了,也有可能没达到。这个问题弄清楚了,再来看反应速率为什么是等于系数比的问题:由于向右的反应是
氮气与氢气的碰撞引起的,每1个氮气与三个氢气消耗就会生成两个氨气,这样
正反应速率
就是v(氮气):v(氢气):v(氨气)=1:3:2.
同样向左的反应是两个氨气分子碰撞引起的,每2个氨气消耗则生成1氮气
3氢气,则反应速率之比还是
v(氮气):v(氢气):v(氨气)=1:3:2。这样的情况从反应开始
不论有无平衡都是这样,只是平衡时正反应速率与逆反应速率相等。懂了吧?就算此时没有达到平衡
,两组反应速率各自都是等于系数比。不要把平衡与反应速率两个概念混为一谈。
③ 怎么在nist上查询基元反应的反应速率常数,基元反应中通常包含一些质子什么的非常规化学物质,怎么输入呢
因为不管是否可逆反应,只要温度改变(升高/降低),反应速率都会改变,只要升高温度,反应物分子获得能量,使一部分原来能量较低分子变成活化分子,增加了活化分子的百分数,使得有效碰撞次数增多,故反应速率加大(主要原因)。当然,由于温度升高,使分子运动速率加快,单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快(次要原因)。而在可逆反应中,平衡移动方向可以据勒沙特列原理判断,即:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),平衡就向能够削弱这种改变的方向移动。例如在吸热反应中,降低反应温度。v正和v逆均减小,但v正<v逆。
④ 化学反应速率与温度有什么关系
你问的问题属于动力学的范围。 至于升温使正反应速率增加,可以由某些动力学方程得到。这将非常复杂。 动力学里面有用于表示化学反应速率的方程,叫做质量做用定律。质量作用定律中有浓度表达项,这说明化学反应速率与物质浓度有关系;还有一个速率常数k,这个速率常数可以根据阿仑尼乌斯公式表达,其中含有温度T和活化能Ea。 因此可以知道,改变温度实际是影响了质量作用定律中的速率常数k。 根据一系列积分运算和作图,我们可以得到一个结论:一般地,升高相同的温度,活化能大的反应,速率常数扩大的倍数大。浓度不变时,速率增大的幅度就大。 因此,如果升高温度使化学平衡正向移动,不严格的情况下我们可以说:原因就是正反应的活化能基本大于逆反应。
⑤ 温度对速率常数的影响
为了完成基元化学反应,所涉及的分子必须要达到某一距离,而且更多复杂的分子在空间上的排列彼此适合。注意,以下讨论的是专门针对基元反应而言。
化学反应是通过改变分子结构或打破化合键使分子重新排列实现的,反应以后发生最终反应产物的弛豫现象。反应第一步需要活化能Eaf,而最终反应产物的弛豫则释放能量Eab,图4.2表示了能量与反应进程的关系。可见,正向反应物至少需要 Eaf的能量去克服活化能障碍,而逆反应需要 Eab的能量从生成物变成反应物。具有高于能量E的粒子概率根据Boltzmann 统计学,与 exp(-E/RT)成正比(T为绝对温度,R是气体常数)。反应速率与碰撞因子A(单位时间内碰撞的数目)成正比。A与温度有关,则反应速率为
岩溶作用动力学与环境
由此可得速率常数k:
岩溶作用动力学与环境
这是Arrhenius(阿列纽斯)型方程。由于基元反应常数kf和kb与平衡常数K有关,故有
岩溶作用动力学与环境
这是平衡常数依赖于温度的一般方程。其中能量差ΔE是反应中释放的能量。在大多数反应中,ΔE近似等于焓变。
活化能量的大小决定了反应速率对温度的依赖关系,并提供了反应机制的信息。
在扩散机理控制的反应中,一旦反应物相遇,便立即发生反应,不需要克服能量的障碍。因此,反应速率常数与反应物A→B的通量成正比。这个通量与扩散系数成正比。一般扩散系数与温度的关系也呈Arrhenius型,并具有较低的活化能(ΔE<20 kJ·mol-1)。
在化学控制机理(非均质表面反应控制)中,其活化能较高。如方解石溶解的3个基元反应中的2个基元反应的活化能ΔE≈32 kJ·mol-1(Plummer et al.,1978)。这两个基元反应在pH>6 时是重要的。当pH值较低时,主要是氢离子影响CaCO3的溶解,如方解石在HCl溶液中的溶解。这时,活化能为ΔE=8 kJ·mol-1,表示H+向方解石表面的扩散传输控制着反应速率(Plummer等,1978;Sjoberg,1983)。
图4.2 与正、逆反应活化能有关的潜障
⑥ 想同类型的基元反应,反应速率常数一样吗
因为不管是抄否可逆反应,只要温度改变(升高/降低),反应速率都会改变,只要升高温度,反应物分子获得能量,使一部分原来能量较低分子变成活化分子,增加了活化分子的百分数,使得有效碰撞次数增多,故反应速率加大(主要原因)。当然,由于温度升高,使分子运动速率加快,单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快(次要原因)。而在可逆反应中,平衡移动方向可以据勒沙特列原理判断,即:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),平衡就向能够削弱这种改变的方向移动。例如在吸热反应中,降低反应温度。v正和v逆均减小,但v正<v逆。
⑦ 化学反应速率和温度的关系问题
温度每升高10K,反应速率增加到原来的2-4倍(范·特霍夫的经验规律)
1、不一定。
反例如下:(中学阶段一致认为温度升高速率加快)
当然,在温度极高的情况下,实际情况更为复杂,这个讨论只是简单地建立在Arrhenius方程上的不太严格的讨论。
可逆反应(正反应吸热)温度增加到一定限度的情况下反应方向会反向进行,但是速率还是增大的,改变的是反应的限度。
⑧ 在一定温度下,一个基元反应的速率常数是( )。(
B
答案解来析:[解析]
一定温度下源,对于一些简单的由反应物一步转变为生成物的反应(称为基元反应),反应速率与各反应物浓度幂(幂次为分子式前系数)的乘积成正比。这一规律称为质量作用定律。对于某一基元反应
aA+bB→gC+dD
其反应速率方程式为
v=k[A]a.[B]b
式中,K为该温度下的反应速率常数。
浓度项的指数之和(a+b)称为反应级数。浓度[A]也可表示为c(A)。
在一定温度下,不同反应的A值不同,且k值越大,反应速率越大。对同一反应来说,K
值与反应物浓度无关,只随反应的温度及催化剂等因素而改变。
实际上,大多数化学反应是由若干个基元反应(称为非基元反应)。此时,质量作用定律
虽适用于其中每一过程,但往往不适用于总的反应。例如,反应
2NO+2H2→N2+2H2O
由实验测定:v=k[NO]2.[H2],反应级数为3。经研究,该反应由以下两步进行:
第一步(慢)
2NO+H2→N2+H2O2
第二步(快)
H2O2+H2→2H2O
显然,第一步慢反应成为整个反应速率的控制步骤,所以反应速率方程式应由此而定。
⑨ 如果A→B为基元反应,则反应速率v=k(A)。那么2A→2B必然也是基元反应,那么反应速率微分方程该怎么写呢
A→B为
基元反应
,则2A→2B必然不是基元反应,而其速率方程变为v=2k(A)。
基元反应指一步碰撞就能完成的版反应,而2个A分子显权然不是通过互相碰撞完成该反应的,如果是互相碰撞的基元反应,则显然有v=k'(A)^2(一撇为和上面的k区分)。
⑩ 为什么有的反应温度升高,反应速率反而下降
这个我会,我学过,确实有的,因为有的化学反应的活化能Ea是负值,根据阿伦尼乌斯公式,T增大,则k(反应速率常数)减小,所以化学速率下降。希望你能采纳我的答案~