【化学反应速率】基元反应反应历程活化能催化剂|全面讲解，解答难点！

2022-07-21 15:22 作者:蹭蹭小磊磊丶 0人读过 | 我要投稿

基元反应反应历程活化能催化剂l全面讲解

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基元反应与反应历程

1.由反应物只经一步就转化成生成物的反应，称为基元反应。

2.由多步完成的称为非基元反应或复杂反应，其中的每一步都是一个基元反应。

3.化学反应所经过的步骤，称为反应历程或反应机理。反应历程是用一系列的基元反应来描述的，基元反应的总和称为总反应，平时所写的化学方程式是总反应的化学方程式，只能表示出最初的反应物和最终的生成物之间的化学计量关系。

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浓度对反应速率的影响（鲁科版教材）

由上述实验数据可以发现：在HI浓度一定时，H2O2 浓度每增大一倍，反应速率就提高一倍；在H2O2浓度一定时，HI浓度每增大一倍，反应速率也提高一倍。上述关系可以表示为：

k称为反应速率常数，表示单位浓度下的反应速率
反应速率常数与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。通常，反应速率常数越大，反应进行得越快。

根据化学反应速率与反应物浓度的关系式，可以清楚地判断反应物浓度的改变对化学反应速率的影响。但必须指明的是，一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中各物质化学式前的系数并无确定关系

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浓度对反应速率的影响（人教版教参）

基元反应化学反应速率与反应物浓度的关系式

当实验已经判定反应是基元反应时，反应速率方程很容易按化学方程式的计量数直接写出。基元反应的速率常数和平衡常数的关系是一目了然的，如对于反应CO+NO2 = CO2+NO而言：

达到平衡时，v正=v逆，浓度项都是平衡浓度

只限于基元反应，非基元反应的速率方程由实验测定反应级数及反应速率常数之后才能确定

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温度对反应速率的影响（鲁科版教材）

温度对化学反应速率的影响是多种多样的。对于大多数反应，温度升高，化学反应速率加快，但加快的程度不同。为了深人探讨温度对化学反应速率的影响，我们从反应H2+ Cl= 2HCl所包含的一个基元反应H2+ Cl•→HCl + H•来人手研究。

基元反应H2+Cl•→HCl+H•是CI•与H2分子碰撞，导致H一H键断裂、H一Cl键形成的过程。研究表明，这个过程需经历一个高能量的中间状态，此时形成一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的过渡态H•••H•••CI，如图2-3-6所示。过渡态的能量与反应物的平均能量之差Ea。称为基元反应H2+ Cl•→HCl + H•的活化能。活化能的存在是化学反应通常需要获得能量才能实际发生的原因。不同的基元反应活化能大小不同，因此化学反应速率不同。显然，活化能越高，反应越难发生。

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对活化能本质的认识（鲁科版教材）

100多年来，为了正确认识活化能并从理论上进行计算，科学家一直在进行探讨，提出了若干个化学反应速率理论。其中，最著名的是基元反应碰撞理论和基元反应过渡态理论。

基元反应碰撞理论认为，化学反应之所以能发生，是反应物分子之间互相碰撞的结果，但只有能量超过某一限度E。(相当于活化能)并满足-定方向要求的活化分子之间的碰撞，才是真正发生反应的有效碰撞。这个理论解释了温度、活化能对化学反应速率的影响。例如，低温时，活化分子少，有效碰撞少，化学反应速率就低；高温时，活化分子多，有效碰撞多，化学反应速率就高。又如，活化能高，能量超过活化能的活化分子少，有效碰撞少，化学反应速率就低。

基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。

过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。实验研究已证实过渡态确实存在。

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阿伦尼乌斯公式（鲁科版）

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催化剂对反应速率的影响（鲁科版教材）

催化剂是能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。
由于催化剂的质量和化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。可见,催化剂通过参与反应改变反应历程、改变反应的活化能来改变化学反应速率。
需要注意的是，催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。