化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系分析

化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系分析一、化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率是指在單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度或生成物濃度的變化量。表示方法有：平均化學(xué)反應(yīng)速率：v=Δc/Δt，其中Δc表示濃度變化量，Δt表示時間變化量。瞬時速率：v=Δc/Δt，表示某一瞬間的反應(yīng)速率。二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素反應(yīng)物本身的性質(zhì)：反應(yīng)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子大小、分子極性等。濃度：反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快。溫度：溫度越高，反應(yīng)速率越快。壓強：對于有氣體參與的反應(yīng)，壓強越大，反應(yīng)速率越快。催化劑：催化劑能降低反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)速率。固體表面積：固體表面積越大，反應(yīng)速率越快。三、化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系阿倫尼烏斯方程：ln(k2/k1)=ΔH/R*(1/T2-1/T1)，其中k1和k2分別為不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)，T1和T2分別為不同溫度，ΔH為反應(yīng)焓變，R為氣體常數(shù)。溫度對反應(yīng)速率的影響：溫度越高，反應(yīng)速率越快。這是因為在高溫下，分子具有更高的平均動能，分子間的碰撞更頻繁、更激烈，從而提高了反應(yīng)速率。溫度對活化分子的影響：溫度升高，活化分子的百分含量增加，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快。溫度對反應(yīng)速率常數(shù)的影響：對于放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率常數(shù)減??；對于吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率常數(shù)增大。化學(xué)反應(yīng)速率與溫度密切相關(guān)，溫度越高，反應(yīng)速率越快。掌握化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系對于實際生產(chǎn)和科學(xué)研究具有重要意義。習(xí)題及方法：習(xí)題：某化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系如表所示。T/Kk/s^-12980.013030.023080.053130.10根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷該化學(xué)反應(yīng)的活化能ΔH和氣體常數(shù)R。首先，根據(jù)阿倫尼烏斯方程ln(k2/k1)=ΔH/R*(1/T2-1/T1)，我們可以得到ln(k3/k1)=ΔH/R*(1/308-1/298)和ln(k4/k3)=ΔH/R*(1/313-1/308)。然后，將兩個方程相加，得到ln(k4/k1)=ΔH/R*(1/313-1/298)。接著，將表中k4/k1的值代入，解得ΔH和R的值。答案：ΔH=100kJ/mol，R=8.31J/(mol·K)習(xí)題：某放熱反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：2A(g)+3B(g)→2C(g)+4D(g)，在一定條件下，測得該反應(yīng)在298K時的平均反應(yīng)速率為v=0.2mol·L-1·s-1。若升高溫度到313K，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率變?yōu)関’=0.4mol·L-1·s-1，試計算該反應(yīng)的活化能ΔH。首先，根據(jù)阿倫尼烏斯方程ln(v’/v)=ΔH/R*(1/T2-1/T1)，將表中v和v’的值代入，得到ln(0.4/0.2)=ΔH/R*(1/313-1/298)。然后，解得ΔH的值。答案：ΔH=-200kJ/mol習(xí)題：某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：A(g)+2B(g)→C(g)，已知該反應(yīng)在298K時的平均反應(yīng)速率為v=0.1mol·L-1·s-1。若在其他條件不變的情況下，升高溫度到313K，測得該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v’=0.4mol·L-1·s-1，試計算該反應(yīng)的活化能ΔH。同第2題，根據(jù)阿倫尼烏斯方程ln(v’/v)=ΔH/R*(1/T2-1/T1)，將表中v和v’的值代入，得到ln(0.4/0.1)=ΔH/R*(1/313-1/298)。然后，解得ΔH的值。答案：ΔH=200kJ/mol習(xí)題：某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：2A(g)→2B(g)+C(g)，已知該反應(yīng)在298K時的平均反應(yīng)速率為v=0.05mol·L-1·s-1。若在其他條件不變的情況下，升高溫度到313K，測得該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v’=0.2mol·L-1·s-1，試計算該反應(yīng)的活化能ΔH。同第2題，根據(jù)阿倫尼烏斯方程ln(v’/v)=ΔH/R*(1/T2-1/T1)，將表中v和v’的值代入，得到ln(0.2/0.05)=ΔH/R*(1/313-1/298)。然后，解得ΔH的值。答案：ΔH=200kJ/mol習(xí)題：某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：A(s)+2B(g)→C(g)+其他相關(guān)知識及習(xí)題：知識內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)速率與濃度關(guān)系闡述：化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度密切相關(guān)。在其他條件不變的情況下，反應(yīng)物濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快。這是因為反應(yīng)物濃度越大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多，有效碰撞次數(shù)增加，從而提高反應(yīng)速率。習(xí)題：某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：2A(g)+3B(g)→2C(g)+4D(g)，在一定條件下，測得該反應(yīng)在A濃度為0.2mol·L-1，B濃度為0.3mol·L-1時的平均反應(yīng)速率為v=0.1mol·L-1·s-1。若在其他條件不變的情況下，將A濃度提高至0.4mol·L-1，B濃度提高至0.6mol·L-1，試計算該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v’。解題方法：根據(jù)反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系，可得到v’=k*[A]^2*[B]^3，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)，[A]和[B]分別為A和B的濃度。將v=0.1mol·L-1·s-1，[A]=0.2mol·L^-1，[B]=0.3mol·L^-1代入公式，解得k的值。再將[A]=0.4mol·L^-1，[B]=0.6mol·L^-1代入公式，解得v’的值。答案：v’≈0.4mol·L-1·s-1知識內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)速率與催化劑關(guān)系闡述：催化劑能降低反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)速率。催化劑參與反應(yīng)，但本身不被消耗，反應(yīng)結(jié)束后可以重新使用。催化劑的種類和用量對反應(yīng)速率有較大影響。習(xí)題：某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：A(g)→B(g)，已知該反應(yīng)在無催化劑時的平均反應(yīng)速率為v=0.01mol·L-1·s-1。若在其他條件不變的情況下，加入適量的催化劑，測得該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v’=0.1mol·L-1·s-1，試計算該催化劑對反應(yīng)速率的影響因素。解題方法：根據(jù)催化劑對反應(yīng)速率的影響，可得到v’=k*[A]*(1/η)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)，[A]為A的濃度，η為催化劑的效率。將v=0.01mol·L-1·s-1，v’=0.1mol·L-1·s-1代入公式，解得η的值。答案：η=10知識內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)速率與固體表面積關(guān)系闡述：固體表面積越大，反應(yīng)速率越快。這是因為固體表面積越大，反應(yīng)物與溶劑或其他反應(yīng)物的接觸面積增大，有效碰撞次數(shù)增加，從而提高反應(yīng)速率。習(xí)題：某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：A(s)→B(g)，已知該反應(yīng)在A的固體表面積為1g·cm^-2時的平均反應(yīng)速率為v=0.01mol·L-1·s-1。若在其他條件不變的情況下，將A的固體表面積提高至2g·cm^-2，試計算該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v’。解題方法：根據(jù)固體表面積與反應(yīng)速率的關(guān)系，可得到v’=k*[A]*S，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)，[A]為A的濃度，S為A的固體表面積。將v=0.01mol·L-1·s-1，S=1g·cm^-2代入公式，解得k的值。再將S=2g