问题4:为什么温度改变时总是吸热方向的反应速率变化程度更大呢?
(2013-04-15 15:44:23)
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问题4:为什么温度改变时总是吸热方向的反应速率变化程度更大呢?
答:温度对化学平衡移动的影响通常解释为:当温度升高时,正、逆反应速率均增大,但由于吸热方向速率增加程度更大,因此平衡向吸热方向移动;温度降低时,正、逆反应速率均减小,但吸热方向速率减小程度更大,因此平衡向放热的方向移动。
为什么温度改变时总是吸热方向的反应速率变化程度更大呢?根据Arrhenius公式, ,温度升高, 减小,速率常数增大,因此反应速率增大,反之速率减小。但是,温度变化对正、逆反应速率的影响程度是不同的。假设活化能不随温度变化而变化,当温度由T1变化到T2时,则
基元反应的Ea>0,总反应的Ea一般大于0。温度升高,ΔT>0,k2增大,反应速率增大;速率增大的程度受Ea的影响,Ea越大,速率增大的幅度越大。温度降低,ΔT<0,k2减小,反应速率减小;Ea越大,速率减小的幅度越大。总之,活化能大的反应的反应速率受温度影响变化显著。
由上图可以看出,不管对于吸热反应还是放热反应,吸热方向[(a)的正向或(b)的逆向]的活化能总是较高,温度改变对该方向速率的影响较大。例如,对于放热反应,E+<E—,因此温度改变对逆反应(吸热方向)速率影响显著。升高温度,逆反应速率增加得快,平衡向逆向(吸热方向)移动;降低温度,逆反应速率减小得快,平衡向正向(放热方向)移动。对于吸热反应可用同样方法分析。