一氧化氮与氧气反应温度升高为什么反应速率降低
为了使用物理和化学知识,大多数化学反应的速度随温度的升高和反应速度随温度升高而降低的反应的增加非常罕见。反应2 NO+O_2 = 2 nd作为一个特殊示例。
为什么这种反应速度随温度升高而降低的异常现象的分析并不十分清楚。
反应速度和反应温度之间的异常关系是由反应的激活能(表观激活能)的负值引起的。
由于该反应的激活能为负,根据Alenius公式:k = ae-e/rt,ea <0,因此t较大,t是ae-eo/rt越多,ae-ae-a/rt越小意味着值越低,反应速度总是随温度升高而降低。
可以看出,反应和温度速度之间的异常依赖性可以根据反应的负激活能和Alenius公式进行合理解释。
为什么温度对反应速率的影响表现为温度对反应速率常数的影响
温度对反应速率的影响表现为温度对恒定反应速率的影响:1 分子动能的增加:温度是分子热运动的量度。当温度升高时,分子的平均动能会增加。
这意味着分子在遇到时具有很大的能量,增加了它们克服激活能源障碍并引起有效冲突的可能性。
因此,反应速率随温度的升高而加速。
2 增加活化分子的份额:并非所有碰撞都会引起化学反应。
只有那些与超过激活能量屏障的能量冲突,即分子的“激活”碰撞,才能导致反应的发生。
随着温度的升高,活化分子的份额增加,从而增加了反应速率。
3 碰撞频率的增加:随着温度的升高,分子的速度增加,并且每单位时间分子之间的冲突数量增加。
这意味着与此同时,还有更多有效冲突的机会,这加速了反应。
4 热力学效应:对于温度变化的某些反应,它们也会影响反应的热力学平衡。
例如,在高温下更容易进行吸热反应,而在低温下,放热反应更有益。
这是由于温度变化会影响试剂和产品的相对稳定性,这会影响恒定的平衡和反应速率。
影响反应速率的因素:1 浓度:试剂的浓度对反应速率有很大影响。
当其他条件相同时,如果试剂浓度增加,则每单位试剂分子的数量将增加,从而增加分子之间碰撞并加速反应速率的概率。
相反,如果试剂的浓度降低,则速度反应会减慢。
2 温度:温度是影响化学反应速度的重要因素之一。
一般而言,温度的升高可以加速反应速率。
这是由于温度升高可以增加试剂分子的能量,从而使大量分子达到激活状态,从而增加了有效冲突的频率。
同时,温度的升高还将加速分子的运动,这将进一步增加碰撞的可能性。
3 压力:对于气体反应,压力也是影响反应速率的重要因素。
当温度保持不变时,压力的增加会加速反应速率。
这是由于压力增加可以增加单位体积的气体分子数量,从而增加了分子之间碰撞的可能性。
4 催化剂:催化剂是一种可以改变化学反应速度但不参与反应本身的物质。
催化剂的使用可以显着加速某些化学反应的速度。
催化剂加速了反应,提供了一种新的反应方式或减少反应激活能。
阳性催化剂可以提高反应速率,而负催化剂(抑制剂)可以降低反应速率。
为什么温度会影响化学反应的速率呢?
从以下方面可以理解温度对化学反应速率的影响:分子的动能:随着温度的升高,反应物分子的平均动能也将增加。具有更大动能的分子移动更快,增加了它们之间的碰撞频率。
碰撞能量:随着温度的升高,具有足够能量的分子数量来克服活化能屏障的增加。
活化能是引发化学反应所需的最小能量。
只有当两个分子的碰撞能量达到或超过此激活能时,它们才能成功地发生化学反应。
分子取向:并非分子之间的所有碰撞都会导致反应。
有时,即使分子具有足够的能量,它们也可能由于其不正确的方向而反应。
但是,随着温度的升高,分子的动力学和碰撞频率增加,碰撞方向变得更加多样化,从而增加了有效碰撞的可能性。
由于上述原因,温度通常会对化学反应速率产生积极影响。
这也是为什么加热可以在许多化学和生物学过程中加速反应的原因。
但是,高温可能导致某些反应物分解或催化剂停用,因此在实际应用中需要取消权衡。
此外,发问者可以看一下Arenius方程。
该方程式提供了一种定量描述温度如何影响反应速率的方法,证明了反应速率恒定与温度与激活能之间的关系。
温度,压强,浓度是怎样影响化学反应速率的
随着温度升高,尽管分子的总数保持不变,但分子的比例显着增加,这意味着许多分子具有足够的能量来执行有效的碰撞。在这种情况下,碰撞效率的影响会提高,从而加速了化学反应的速度。
相反,温度降低将导致活性分子降低和反应速度缓慢。
增加反应物的浓度可以增加每个体积单位激活的分子数量,尽管活性分子的比例不会改变。
因此,每个体积单位的相对数量被激活,并有效地增加碰撞的能力,有助于加快化学反应的速度。
相反,反应浓度的降低将降低有效碰撞的能力,化学反应速率将减慢。
压力对化学反应速率的影响主要反映在含有相关气体或产生的反应中。
对于完全包括固体或液体在内的反应系统,改变压力的影响较小。
在气体相关反应中,可以将压力增加理解为反应性分子之间距离的减小,这在不同的容器中尤其清楚。
随着容器体积的减小,反应物质的浓度自然增加,从而增加了反应速度。
但是,在恒定体积容器中,通过填充不参与反应的气体(例如惰性气体)来增加系统的总压。
因此,反应速度不会受到影响。
简而言之,温度,浓度和压力的变化会影响活性分子的比率或数量,从而有效地改变了碰撞的作用,从而影响了化学反应程度。
了解这些因素如何相互作用将有助于我们更准确地预测并控制化学反应过程。