化学选修4反应原理

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1、有效碰撞

      物质发生化学反应时,首先是分子(或离子)必须接触碰撞,对气体分子而言,分子间碰撞的机率很大,但每次碰撞不一定能发生反应,只有那些有足够能量的分子,在一定的取向上碰撞,化学键断裂,原子(或离子)形成了新的化学键,才发生了化学反应,事实上能够发生反应的碰撞是很少的,有些物质,它的分子发生碰撞,但没有反应发生,例如:常温、常压下H2和O2的混合气体并不反应。

      有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。

    2、活化分子

      把发生有效碰撞的分子叫做活性化分子。

      在一定的温度下,一种物质的分子具有一定的平均能量。对某一反应而言,必须有一部分具有比平均能量高的分子,它们才能发生有效碰撞,这种分子就是活化分子。

    3、活化分子发生的碰撞不一定都是有效碰撞

      反应物分子之间发生有效碰撞,必须同时满足两个条件,一是反应物分子的能量必须达到某一临界数值,二是反应物分子必须按一定的方向互相碰撞。前者是能量因素,后者是空间因素。

    4、活化能

      活化能:活化分子具有的最低能量与分子平均能量之差,叫做活化能。

    5、活化能与反应热的关系

        E2-E1>0 正反应是放热反应,逆反应是吸热反应。

        E2-E1<0 正反应是吸热反应,逆反应是放热反应。

      无论是吸热反应或放热反应,都需要一定的活化能才能反应。若E1<Q,当发生反应后,不需要外界供给能量,反应能不断进行。例如木炭燃烧时,若E1<Q,则在外界不供给能量时,木炭能继续燃烧。例如KClO3分解是放热反应,但放出的能量小于它反应时所需的活化能,所放出的能量不能使普通分子成为活化分子,因此要继续加热,否则反应停止进行。

    6、用碰撞理论解释浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响。

  (1)浓度:在其他条件不变时,增大反应物浓度,单位体积内分子的总数增多,活化分子数也相应增多,因而单位时间内的有效碰撞次数增多,化学反应速率增大。

  (2)压强:对于气体来说,其他条件不变时,增大压强即增大反应物的浓度,因而可以增大化学反应速率。

  (3)温度:在其他条件不变时,升高温度,一方面反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,反应物中活化分子百分数增多,单位时间内有效碰撞次数增多;另一方面分子的运动加快,单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加,反应速率加快。但前者是反应加快的主要原因。

  (4)催化剂:在其他条件不变时,使用催化剂,能降低反应的活化能,大大增加单位体积内活化分子的百分数,反应速率加快。




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