Question

化学反应为什么形成原电池后反应速率会加快

Answer 1

对于这个问题，我高中的时候从来没有听说过，到了大三听张文华老师的中学化学实验研究课时第一次听说，而她也只是提了一下说反应速率加快，并且说大家都知道，下来问同学才发现，这个问题并不是所有人都清楚，在郑外实习时，听曾老师讲解了这个问题，又结合自己所思考和同学讨论，现在总结如下： 以Zn与稀硫酸反应，当加入Cu后为什么反应速率加快为例。 原因1、如果没有加入Cu，那么锌片直接与稀硫酸反应，生成氢气。在这个反应中，Zn失去电子，氢离子得到电子，发生氧化还原反应。那我们分析一下这个过程。Zn失去电子后，因为电子不能进入溶液（溶液电阻较大）而聚集在Zn片上，而Zn变成了锌离子，锌离子进入溶液并在溶液中移动，远离锌片周围。这可细分为两个过程：Zn失去电子变成锌离子，锌离子离开锌片周围。而前一个过程比后一个过程要快，所以在锌片周围就会形成相当于电子在内，锌离子在外的一层薄膜。氢离子要想得到电子，就必须通过这层锌离子膜，而锌离子与氢离子又相互排斥，所以氢离子通过这层锌离子膜得到电子的速率就会减慢，反应速率也就相应的较慢。如果加入铜片，就会形成原电池。电子就会转移到Cu片表面，而氢离子得到电子就不需经过锌离子膜，这样失电子和得电子在两个不同的地方，反应速率自然加快。就好像公交车上，如果留一个门，既上又下，必定拥塞，速率慢，如果前门上，后门下，速率就自然提高。 原因2、发生氧化还原反应的实质就是电子的转移，如果要提高反应速率，那么方法之一就是提高电子转移速率。如果形成原电池，那么就会有电势差形成，电子在电势差的作用下，移动速率比未形成电势差时要快，所以氧化还原反应速率就会加快。 至于有些人提到的形成原电池需要两个不同的电极，两电极的导电性不同，（可把导电性不同，看作是电子转移速率不同），所以化学反应速率加快。这样解释有个前提是新增加的电极的导电性比原来电极的导电性强。比如上面的那个例子，可以运用金属导电性不同来解释，因为Cu的导电能力比Zn强。但是如果加入Fe呢，也形成了原电池，反应速率也加快了，而Fe的导电能力却比Zn弱。所以我个人觉得这种解释不是很准确。 以上均为个人观点，如有误，望订正。

Answer 2

氧化还原反应的本质是电子的转移，形成原电池后，电子更容易发生转移，化学反应速率变快

Answer 3

因为氧化还原反应的实质是电子的转移。

原电池的电路正好提供了电子转移的路径，使得电子转移变得有序快捷，固加快了氧化还原反应的速率。