化學反應速率是研究在單位時間內反應物或生成物濃度的變化。通常指單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。化學反應速率是衡量化學反應進行快慢的尺度。影響化學反應速率的因素有內因和外因兩方面。
一、內因
內因是主要因素,指化學反應速率是由物質的性質和反應歷程決定的。
二、外因
外因即外界條件對化學反應速率的影響。
1.化學反應與活化分子。化學反應發生的先決條件是反應物分子之間必須發生碰撞。能夠發生化學反應的碰撞稱為有效碰撞;不能發生化學反應的碰撞稱為無效碰撞。能夠發生有效碰撞的分子稱為活化分子。
活化分子——有效碰撞——化學反應
2.外界條件對化學反應速率的影響。對同一個化學反應來講,外界條件不同,反應速率不同,我們學習的重要的外界條件為濃度、溫度、壓強、催化劑等。
(1)濃度。對一個可逆反應,當其他條件不變時,增大反應物(或生成物)的濃度,正反應(或逆反應)速率立即增大,逆反應(或正反應)速率隨后增大;減小反應物(或生成物)的濃度,正反應(或逆反應)速率立即減小,逆反應(或正反應)速率隨后減小。因為,在其他條件不變時,活化分子在反應物中所占的百分數是一定的。
反應物濃度增大——活化分子數增多——有效碰撞的次數增加——化學反應速率增大
因此,增大反應物的濃度,可以增大化學反應速率,減小反應物的濃度可以減小化學反應速率。注意:對于純液體或固體物質,可以認為它們的濃度時一個“常數”。它們的量的改變對化學反應速率無影響。
(2)溫度。當其他條件不變時,升高溫度,可以增大正逆化學反應速率,吸熱反應增大的程度更大;降低溫度,可以減小正逆化學反應速率,吸熱反應增大的程度更小。因為:在其他條件不變時,升高溫度,反應物分子的能量增加,原來能量較低的一部分分子變成了活化分子。活化分子的百分數提高——有效碰撞的次數增加——化學反應速率增大。因此,升高溫度可以增大化學反應速率。
(3)壓強。對于氣體參加的化學反應,當其他條件不變時,增大壓強,可以增大化學反應速率,減小壓強可以減小化學反應速率。因為當其他條件不變時,增大壓強——增大反應濃度活化分子數增多——有效碰撞的次數增加——化學反應速率增大。因此,增大壓強增大化學反應速率。
(4)催化劑:催化劑能夠同等程度的改變正逆化學反應速率,能夠加快化學反應速率的催化劑叫正催化劑;能夠減慢化學反應速率的催化劑叫負催化劑。實際應用中基本都指正催化劑。因為:催化劑——降低反應所需能量——更多的反應物分子成為活化分子——活化分子的百分數提高——化學反應速率增大各種外界條件對反應速率影響的實質,都是改變了反應物的活化分子的百分數,從而改變了有效碰撞的次數而影響了化學反應速率。影響化學反應速率的外界條件除濃度、溫度、壓強、催化劑外,還有其他因素:如光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強磁場、高速研磨等。總之,向反應體系輸入能量,都有可能改變化學反應速率。
(責任編校:白水)