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1、温度对反应速率影响温度对反应速率影响改变速率常数或速率系数改变速率常数或速率系数范特霍夫范特霍夫规则(1884)贝特洛特洛经验式式 (1862)哈柯脱和艾松哈柯脱和艾松经验式式(1895)柯奇柯奇经验式式(1893)7.8 反应速率反应速率的影响的影响活活化化分分子子的的概概念念并并非非全全部部分分子子都都参参加加反反应应，进进行行反反应应只只是是那那些些具具有有活活化化能能Ea的的活活化化分分子子。反反应应速速率率随随温温度度升升高高而而增增大大，主主要要不不在在于于分分子子平平动动的的平平均均速速率率增增大大，而而在在于于活活化化分分子子数数增增多多。活活化化分分子子与与一一般般分分子子间
2、间存存在在平平衡衡关关系系，因因而而速速率率常常数数与与温温度度的的关关系可用平衡常数与温度的关系来描述。系可用平衡常数与温度的关系来描述。阿仑尼乌斯方程阿仑尼乌斯方程活化能活化能速率系数速率系数指前因子指前因子玻玻尔兹曼因子曼因子阿仑尼乌斯活化能阿仑尼乌斯活化能Ea物理意义物理意义反应物中活化分子的平均摩尔能量与反应物中活化分子的平均摩尔能量与反应物分子总体的平均摩尔能量之差反应物分子总体的平均摩尔能量之差。如温度变化范围不大，如温度变化范围不大，Ea可看作常数，可看作常数，如温度变化范围较大，如温度变化范围较大，Ea随温度变化，随温度变化，广义的反应速率方程广义的反应速率方程例例 N2O5
3、在各种温度下分解的速率系数值在各种温度下分解的速率系数值温度对反应速率系数影响的几种类型温度对反应速率系数影响的几种类型8 阿仑尼乌斯阿仑尼乌斯 (1859-19271859-1927) 阿仑尼乌斯阿仑尼乌斯,瑞典物理化学家。因提出瑞典物理化学家。因提出电解质溶液的解离理论获诺贝尔奖。电解质溶液的解离理论获诺贝尔奖。 阿仑尼乌斯阿仑尼乌斯 2424岁时在他的博士在他的博士论文中文中提出提出电解解质分子在水溶液中会分子在水溶液中会“离解离解”成成正、正、负离子的概念离子的概念。 由由于这一见解完全超出当时学术界的认识，而引起一些知于这一见解完全超出当时学术界的认识，而引起一些知名教授的不满。之后
4、甚至受到俄国化学家门捷列夫的怀疑和反名教授的不满。之后甚至受到俄国化学家门捷列夫的怀疑和反对。但由于德国化学家奥斯特瓦尔德和荷兰化学家范特霍夫的对。但由于德国化学家奥斯特瓦尔德和荷兰化学家范特霍夫的一贯支持，和这两位科学家本身的崇高威望，电离学说才逐渐一贯支持，和这两位科学家本身的崇高威望，电离学说才逐渐被人们所接受。被人们所接受。19031903年他以获诺贝尔奖宣告电离理论争论的结年他以获诺贝尔奖宣告电离理论争论的结束。束。9 练练 习习 1. 阿仑尼乌斯方程是否适用于所有类型的化学阿仑尼乌斯方程是否适用于所有类型的化学 反应？反应？ 2. 右图中甲乙两反应右图中甲乙两反应 何者的何者的Ea
5、大？升高大？升高 温度温度 对何者有利？对何者有利？ 3. 一级反应一级反应 A B ， 340K时时A转化转化20%需需 3.2分钟，分钟，300K时转化时转化20%需需12分钟，求分钟，求 Ea 。10 1. 1. 不是。适用于不是。适用于许多基元反多基元反应及复合反及复合反应，但，但 不包括爆炸反应、酶催化反应和不包括爆炸反应、酶催化反应和 NO+O2NO2 的反应等。的反应等。 2. 2. 乙的乙的 E Ea a 高。升高温度高。升高温度对乙有利。乙有利。 平行反应平行反应 ，Ea1Ea2，下列何，下列何种措施不改变种措施不改变B和和C的浓度之比？的浓度之比？ (1) 降低反应温度；降
6、低反应温度； (2) 延长反应时间延长反应时间; (3) 加入适当催化剂。加入适当催化剂。从热力学和动力学两个角度来看温度的影响从热力学和动力学两个角度来看温度的影响吸热反应：升温有利于实际反应（生产）吸热反应：升温有利于实际反应（生产）放热反应：视具体情况具体分析放热反应：视具体情况具体分析进一步讨论Arrhenius公式几种表达方法公式几种表达方法活化能活化能速率系数速率系数指前因子指前因子玻玻尔兹曼因子曼因子速率系数的温度表达式速率系数的温度表达式升温能加速反应的进行升温能加速反应的进行温度上升时，分子运动的剧烈程度增加，分子温度上升时，分子运动的剧烈程度增加，分子具有的能量（动能，运动
7、快了）增加，这就导具有的能量（动能，运动快了）增加，这就导致了活化分子数目增加致了活化分子数目增加活化能较高的反应难于进行，反应速率慢。活化能较高的反应难于进行，反应速率慢。要求的活化能高，要求的活化能高，则合格的活化分子数少合格的活化分子数少微分形式微分形式在同一温度下的两个反应，活化能在同一温度下的两个反应，活化能Ea越高，越高，速率系数随温度变化越激烈。速率系数随温度变化越激烈。速率系数对于温度速率系数对于温度的敏感程度的敏感程度Arrhenius公式的不定积分形式公式的不定积分形式实验测定不同温度实验测定不同温度 T 下对应的速率系数下对应的速率系数 k 。以。以 lnk 1/T 作图
8、，通过斜率和截距计作图，通过斜率和截距计算活化能和指前因子。算活化能和指前因子。活化能越大，斜率绝对值越大，直线越陡活化能越大，斜率绝对值越大，直线越陡对于一个给定的反应来说，在低温范围内，对于一个给定的反应来说，在低温范围内，反应的速率随温度的变化更敏感。反应的速率随温度的变化更敏感。对于活化能不同的反应，当升高温度时，对于活化能不同的反应，当升高温度时，活化能大的反应的速率增加的倍数比活化活化能大的反应的速率增加的倍数比活化能小的反应的速率增加的倍数大。能小的反应的速率增加的倍数大。连串反应连串反应B是所需产物，是所需产物，C是副产物。是副产物。Ea,1Ea,2，高温；，高温； Ea,1Ea,2，高温；，高温； Ea,1Ea,1Ea,2求极值求极值Arrhenius公式的定积分形式公式的定积分形式只要知道只要知道k1、k2、T1、T2和和Ea这五个未知数这五个未知数中的四个，就可求第五个。中的四个，就可求第五个。
