化学Ⅱ›反应速率与电化学

反应速率

Reaction Rate

为何有些反应慢?

💡 类比:翻山越岭

①任何反应都必须越过'能量山丘(E_a)'

②分子有动能,但速度并不全相同

③只有能量超过E_a的分子才能反应

④冰箱保存食品 = 温度↓ → 分子运动↓ → 反应(腐败)速率↓

⑤反应速率 = 单位时间反应物减少量(或生成物增加量)

温度与分子能量分布

温度 (°C)25

活化能 E_a (kJ)50

🔍 观察阴影区域!

①温度↑ → 分布曲线向右扩展

②E_a以上能量的分子比例显著增加

③温度升高10°C则反应速率约2~4倍

④E_a越低,温度效应相对越小

催化剂的效果

使用催化剂(0=否, 1=是)0

💡 催化剂的原理

①催化剂提供新反应路径 → 降低活化能(E_a)

②使更多分子能跨越E_a → 反应速率↑

③催化剂自身反应前后不变(不消耗)

④同时降低正反应与逆反应的E_a → 平衡位置不变

速率方程

速率定律

v = k[A]^m[B]ⁿ

k:速率常数、m·n:反应级数(由实验决定)

阿伦尼乌斯方程

k = Ae^-E_a/RT

T↑ → k↑ → 反应快 | E_a↓ → k↑ → 反应快

📐 浓度与反应速率

①[A]↑ → 碰撞次数↑ → 反应速率↑

②反应级数(m, n)与反应式系数无关、仅由实验决定

③零级:与浓度无关;一级:与浓度成正比;二级:与浓度平方成正比

④半衰期(t½):反应物降为一半所需时间

总结

核心公式

v = k[A]^m[B]ⁿ

速率常数k依赖温度和活化能

🎯 考试重点

①v = k[A]^m[B]^n — m, n仅由实验决定(与系数无关)

②温度↑10°C → 约2~4倍(阿伦尼乌斯)

③催化剂:降低E_a从而提高速率(不影响平衡位置)

④浓度↑ → 碰撞频率↑ → 速率↑

⑤一级反应半衰期:t½与浓度无关(同放射性衰变)