化学反应速率随条件变化深入探究

学习反应速率这一节,重点就在于条件改变后,反应速率的变化,如何快速理解解答此类题目呢?

影响反应速率的因素有五点:温度、压强、浓度、催化剂、接触面积,其中接触面积针对固体而言,高中阶段不做讨论。另外四种,其中温度升高是通过提高分子活化度,使更多分子跨过活化能加快反应速率,催化剂是通过降低活化能,使更多分子活化加快反应速率,而压强和浓度都是通过增加单位体积物质的量,提高接触面积,以此增大反应速率。这是四种影响因素本质上的不同。

另外,反应速率分为正反应速率和逆反应速率,这两者总是处于一个增大另一个便减小的状态,最后相等,达到平衡状态。

所以达到平衡状态后,改变条件,反应速率第一时间发生改变,这就是条件引起的改变,比如升高温度,正逆反应速率都升高,这是发生条件这一刻改变的,接下来,如果反应向正反应方向进行,正反应速率就降低,这是因为越过节点后的影响因素就不再是温度升高,而是浓度的变化,随着反应向正反应方向进行,反应物浓度降低,正反应速率便降低,而生成物浓度升高,正反应速率便升高。

举个例子:

N2(g)+3H2(g)==2NH3(g) △H<0

反应达到平衡后,当增大压强,这一瞬间,正逆反应速率都是在升高,这就是压强产生的影响,接下来,瞬间压强的影响已经结束,接下来起作用的就是浓度。。根据勒夏特列原理,反应向正反应方向进行,随着反应进行,N2、H2的量不断减少,正反应速率降低,NH3的量不断增加,逆反应速率升高。

所以单独画出正反应速率或者逆反应速率这种题型就很简单了。

另外需要强调的一个问题是:

当反应向正反应方向进行时,以N2代表的正反应速率降低时,以NH3表示的正反应速率也是降低的,但以NH3表示的逆反应速率应该是升高的。这是因为单纯的正反应速率或逆反应速率符合与系数成比例的关系,不论是以反应物表示还是以生成物表示,同增同减。以二分法来看这个问题:

原因就在于反应物浓度升高,说明反应向逆反应方向进行,此时生成物浓度降低,故逆反应速率减小,反之亦然。

速率变化的整个过程往往都有浓度的参与,条件在一瞬间起作用,剩下的就是浓度在导致整个反应的变化,最终达到平衡状态。

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