化学反应中压强对碰撞频率的影响如题:在已达平衡的可逆化学反应2A(g)+B(g)=C(g)中,增大体系压强使体系体积减小.答案是肯定的,化学平衡会向正反应方向移动.接下来我们将会讨

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/13 15:25:29
化学反应中压强对碰撞频率的影响如题:在已达平衡的可逆化学反应2A(g)+B(g)=C(g)中,增大体系压强使体系体积减小.答案是肯定的,化学平衡会向正反应方向移动.接下来我们将会讨

化学反应中压强对碰撞频率的影响如题:在已达平衡的可逆化学反应2A(g)+B(g)=C(g)中,增大体系压强使体系体积减小.答案是肯定的,化学平衡会向正反应方向移动.接下来我们将会讨
化学反应中压强对碰撞频率的影响
如题:在已达平衡的可逆化学反应2A(g)+B(g)=C(g)中,增大体系压强使体系体积减小.
答案是肯定的,化学平衡会向正反应方向移动.
接下来我们将会讨论其原因:教材的解释为,反应体系体积减小倒置反应物与生成物的浓度增加,单位体积内活化分子百分数增加,正逆反应速率均增加.但正反应速率增加得更多,所以反应平衡向正反应方向移动.
笔者的提问是:正反应速率比逆反应增加得更多的原因是什么?而且,笔者认为:当反应体系压强增大后,反应粒子之间的势能增加,粒子的运动速率加大,单位时间内粒子碰撞次数增多,导致正逆反应速率增大;而且笔者认为要使A与B反应生成C则必须A与B碰撞,而C生成A与B的反应中C可以与任一粒子碰撞,且各粒子并非均匀分布.所以此间还涉及到概率;另外,由于各粒子的键能大小及粒子结构不一导致 有效碰撞次数/碰撞总次数 的值有所不同,也会影响正逆反应速率.
综上所述,若将压强改变使得平衡移动的原因仅归咎于浓度的改变则太含糊了.

化学反应中压强对碰撞频率的影响如题:在已达平衡的可逆化学反应2A(g)+B(g)=C(g)中,增大体系压强使体系体积减小.答案是肯定的,化学平衡会向正反应方向移动.接下来我们将会讨
学化学的人如果有很好的物理基础对准确理解问题会有相当大的帮助.一般的化学教材,甚至本科物理化学教材都不会详细、深入讨论物理本质(需要读者自己根据积累的物理知识来综合理解,否则篇幅会很冗长).
教材的解释为,“反应体系体积减小导致反应物与生成物的浓度增加,单位体积内活化分子百分数增加,正逆反应速率均增加.但正反应速率增加得更多,所以反应平衡向正反应方向移动”.但为何正反应速率增加得更多没有解释,说白了等于没解释.另外单位体积内活化分子百分数这个概念并不恰当,活化分子百分数与体积无关(仅与温度和活化能有关),因此说单位体积的活化分子的百分数是没有意义的,只能说单位体积内的活化分子数增大(因为温度不变,反应活化能不变,活化分子百分数不变,又总分子数不变,而体积减小).
下面以2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)为例说明增大压强对正反反应速率的影响.
要生成H2O,首先H2和O2分子同种或异种相互碰撞形成游离H原子和氧原子,接着一个游离的氢原子和一个氧原子碰撞结合成羟基自由基,羟基自由基再和另一个氢原子碰撞结合成H2O.其中前两步反应是耗能反应,只有活化分子才能引起有效碰撞,引起键断裂.后两步反应是放能反应,任何能量的原子或基团彼此间碰撞都是有效碰撞.暂不考虑前两步,后两步反应生成水分子的速率正比于氢原子浓度*氧原子浓度*氢原子浓度=氢原子浓度的平方*氧原子浓度(浓度越大,碰撞机会越大,或者说碰撞频率越高,用分子动理论可以导出气体分子碰撞频率正比于单位体积的分子数和温度平方根的乘积).假定前两步反应中的分子全部都是活化分子,则总的反应速率正比于氢分子浓度的平方*氧分子浓度.实际上前两步反应中的分子并非都是活化分子,但一定温度下,活化分子百分数不变.因此总的反应速率仍是正比于氢分子浓度的平方*氧分子浓度.即正反应速率v1=k1[H2]^2[O2],这就是质量作用定律.同理可知逆反应速率v2=k2[H2O]^2.
上两式中的常量k仅取决于温度和活化能的大小,这两个因素在本问题中不变,故有k1,k2均不变.现在增大体系压强使体系体积减小,浓度(或单位体积中的分子数)增大(不妨假定增大一倍),则v1增大为原来的8倍,v2增大为原来的4倍,从而平衡向右移动(平衡常数=v1/v2,增大一倍).
楼主对这个问题的阐述中有点问题.
“笔者认为:当反应体系压强增大后,反应粒子之间的势能增加,粒子的运动速率加大,单位时间内粒子碰撞次数增多,导致正逆反应速率增大”.
分子的平均速率仅是温度的函数,问题中温度不变,平均速率不变(无论压强多么大).另外这个问题和气体是否是理想气体(分子间无引力和引力势能)无关,理想气体分子间不存在引力势能同样符合勒夏特列原理,和实际气体(在常温常压下与理想气体仅有很小的差异)仅是平衡移动的程度稍有不同而已(理想气体仅考虑浓度,实际气体严格来说质量作用定律中以及平衡常数中的浓度应是逸度也称为活度,压强不是特别大,温度不是特别低时,逸度近似等于浓度).
在本问题中,单位时间内粒子碰撞次数增多,即碰撞频率增大的原因是分子的平均自由程(相邻两次碰撞中间分子走过的路程的平均值)的减少,气体分子平均自由程与单位体积内分子数成反比.
“而C生成A与B的反应中,C可以与任一粒子碰撞”,这样的理解虽不错(实际过程就是如此),但把问题复杂化了.逆反应速度仅考虑C和C的碰撞,要同时考虑C和A或B的碰撞,就和正反应纠缠到一块了,而无法理清头绪.定义正逆反应速率的意义就在于将复杂的问题从两个侧面分别分析,然后再综合,平衡常数就体现了这种综合.
如有疑问,欢迎进一步探讨.

化学反应中压强对碰撞频率的影响如题:在已达平衡的可逆化学反应2A(g)+B(g)=C(g)中,增大体系压强使体系体积减小.答案是肯定的,化学平衡会向正反应方向移动.接下来我们将会讨 压强对化学反应影响的规律是什么? 平均自由程、碰撞频率与温度、压强的关系 温度、压强、浓度、催化剂对化学平衡及化学反应速率的影响在本质上有何异同? 温度 压强 浓度 对化学反应速率的影响大小 熵对反应的影响指在化学反应中 对化学反应平衡重的一句话不理解我知道勒夏特列原理,即如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),则平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动.可是,老师说,在已达到平衡的可逆反 化学反应中反应物多少对化学反应的影响 在压强对反应平衡的影响中,增大压强=减小体积?(气体) 压强影响化学反应速率的本质是什么? 体积不变时,减小或增大压强到底对可逆反应的反应速率有没有影响?我们老师上课说体积不变,增大或减小压强对反应速率是没有影响的啊对可逆化学反应H2(g)+I2(g)===2HI 在密闭容器中,体积不变 一个化学反应,物质的浓度对平衡的影响大还是压强的大? 关于“惰性气体”对化学反应速率的影响.目前我刚刚开始看高二化学,在看到“惰性气体”对化学反应速率的影响时,参考书上有如下一句话:恒温恒容时,充入惰性气体-引起-体系总压强增大, 催化剂 、温度、压强、浓度对化学反应速率影响的大小顺序是怎样的? 温度,压强,催化剂对化学反应速率的影响程度相同吗 “一般来说,温度对化学反应速率的影响比浓度,压强大”这句话对吗? 化学反应速率中,压强的变化相当于什么在变化 在标准状态下气体分子的碰撞频率数量级是多少