温度与化学反应速率的关系是什么? ¹

温度与化学反应速率有密切关系。大多数化学反应速率随温度升高而加快。在1889年，瑞典的科学家阿仑尼乌斯总结了大量的实验数据，提出了反应速率常数k随温度的变化关系。

k＝Ae^-E_a/RT      (1-33)

lnk==InA-E_a/RT        (1-34)

式中,k为反应速率常数；E_a为反应的活化能；A为指前因子（也称频率因子）。

    在温度变化范围不太大时，A与E_a不随温度改变而近似看做常数。由式（1-34）可知，若已知两个不同温度下的速率常数，就可求出反应的活化能。
    当温度为T₁时          lnk₁=lnA-E_a/RT₁
    当温度为T₂时          Ink₂=InA-E_a/RT₂

    两式相减可得到      In(k₂/k₁)=(E_a/R)[(T₂-T₁)/T₁T₂]
    上式换成常用对数得

lg(k₂/k₁)=(E_a/2.303R)[(T₂-T₁)/T₁T₂]          (1-35)

    例1－26  已知某酸在水溶液中发生分解反应。当温度为10℃时反应速率常数为1．08×10^-4s^-1，60℃时，反应速率常数为5．48×10^-2s^-1，试计算这个反应的活化能和20℃时的反应速率常数。
    解：（1）将已知数据代入式（1－35）得

lg(5.48×10^-2/1.08×10^-4)=(E_a/2.303×8.314)[(333-283)/(333×283)]

    解得：                            E_a=97. 6kJ/mol
    （2）将E_a和上述任一已知温度时的速率常数代入式（1－35）

lg(k/1.08×10^-4)=[(97.6×10³)/(2.303×8.314)]×[(293-283)/(293×283)]

    解得：20℃时，k＝4.45×10^-4s^-1。

    催化剂对化学反应的速率影响很大，它是一种能改变反应速率，而其本身的组成成、质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。催化剂为什么会加速反应速率呢？这是因为当把一种特定的催化剂加入某反应时，催化剂能改变反应历程降低反应的活化能，因而使反应速率加快。
    例如，常温下氢和氧合成水的反应是非常慢的，但在有钯粉做催化剂时常温常压下氢和氧可迅速化合成水，工业上常利用这个方法来除去氢气中微量的氧以获得纯净的氢气。