Кинетика химических реакций

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Кинетика химических реакций

Содержание

2. Скорость гомогенной реакции – количество вещества, реагирующего в единице объема за единицу времени, т.е. изменение концентрации
3. Скорость гомогенной реакции можно выразить как через скорость образования одного из продуктов реакции, так и через
4. В соответствии с уравнением реакции, на каждый израсходованный в реакции моль А расходуется молей вещества В
5. Поэтому скорость горения топлива можно выразить через скорость расходования горючих элементов или их смеси в целом,
6. Реакции в зависимости от числа вступающих в них молекул подразделяются на: мономолекулярные реакции, в которых реагирует
7. Для протекания мономолекулярной реакции достаточно, чтобы один род молекул был способен вступать в реакцию (пришел в
8. показатели степеней n1, n2, … принято называть порядком реакции по реагентам А, В, … Сумма n1
9. При заданной концентрации реагирующих веществ скорость реакции характеризуется константой скорости реакции, зависящей от температуры. Лекция 6
10. E – энергия активации (кДж/моль), k0 – предэкспоненциальный множитель, Размерность k0 зависит от порядка реакции E,
11. Зависимость константы скорости реакции от температуры в "аррениусовых" координатах Гомогенная реакция 1-го порядка: [k] =[k0]= 1/с;
12. Физический смысл энергии активации Для начала реакции необходимо столкновение реагирующих молекул. Однако не все столкновения между
13. Эффективными оказываются лишь столкновения между активными молекулами, которые в момент столкновения обладают некоторым избытком энергии по
14. Активация – процесс, при котором изменяется энергия молекул без химического превращения. Теплота активации – теплота, поглощаемая
15. Лекция 6 Молекулы исходных веществ в состоянии 0, поглощая энергию активации Е1, переходят в активное состояние
16. Лекция 7 В экзотермических реакциях энергия Е2, выделяемая на участке 1-2, больше, чем Е1, поглощаемая при
17. Энергетические уровни обратной реакции Лекция 7 Молекулы исходных веществ в состоянии 2, поглощая энергию активации Е2,
18. Лекция 6 Точка перегиба Аррениусовская экспонента
19. Кинетика горения газов в смеси с воздухом Лекция 7
21. Скачать презентацию

Слайд 2

Скорость гомогенной реакции – количество вещества, реагирующего в единице объема

за единицу времени, т.е. изменение концентрации одного из компонентов реагирующей смеси за единицу времени.
Концентрация вещества СА – количество (масса) вещества в единице объема, кмоль/м3; кг/м3.
Скорость гетерогенной реакции – количество вещества, реагирующего на единице поверхности за единицу времени.

Лекция 6

Скорость химических реакций

Слайд 3

Скорость гомогенной реакции
можно выразить как через скорость образования одного из продуктов

реакции, так и через скорость расходования какого-либо исходного вещества:

Лекция 7

Слайд 4

В соответствии с уравнением реакции, на каждый израсходованный в реакции моль

А расходуется
молей вещества В
и образуется молей продукта М,
и молей продукта N.
При скорости расхода А в единице объёма за единицу времени , скорость расхода В
, откуда

Слайд 5

Поэтому скорость горения топлива можно выразить через скорость расходования горючих элементов

или их смеси в целом, скорость расходования окислителя или скорость образования продуктов сгорания

Лекция 6

Для скоростей образования продуктов по аналогии получаем

Слайд 6

Реакции в зависимости от числа вступающих в них молекул подразделяются на:
мономолекулярные

реакции, в которых реагирует один род молекул, давая при этом одну или несколько новых молекул (диссоциация);
бимолекулярные реакции, в которых взаимно реагируют две однородные или различные молекулы, давая одну или несколько новых молекул;
тримолекулярные реакции и т.д.

Лекция 7

Классификация химических реакций

Слайд 7

Для протекания мономолекулярной реакции достаточно, чтобы один род молекул был способен

вступать в реакцию (пришел в реакционноспособное состояние).
Би- и тримолекулярные реакции могут происходить при столкновении соответствующего числа реагирующих молекул; они протекают через последовательные простые реакции (стадии цепного механизма) и называются сложными.

Лекция 7

Слайд 8

показатели степеней n1, n2, … принято называть порядком реакции по реагентам

А, В, …
Сумма n1 + n2 +… называется порядком реакции в целом.

В реакциях горения порядок реакции, найденный опытным путем, ниже, чем следует из закона действующих масс: (n1 + n2) < (α + β).

Лекция 6

Экспериментально установлено, что скорость многих реакций может быть представлена уравнением вида

Слайд 9

При заданной концентрации реагирующих веществ скорость реакции характеризуется константой скорости реакции,

зависящей от температуры.

Лекция 6

Зависимость скорости химической реакции от температуры. Закон Аррениуса

Зависимость константы скорости от температуры предложена Свáнте Аррéниусом (нобелевский лауреат 1903 г) в виде

или в дифференциальной форме:

Слайд 10

E – энергия активации (кДж/моль),
k0 – предэкспоненциальный множитель,

Размерность k0 зависит от порядка реакции
E, k0 – кинетические константы (опытные значения);
R = 8,314 кДж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная,
Т – абсолютная температура, К
E/(RT) – безразмерная величина.

Лекция 7

Слайд 11

Зависимость константы скорости реакции от температуры в "аррениусовых" координатах
Гомогенная реакция 1-го

порядка: [k] =[k0]= 1/с;
n-го порядка: 1/[c(моль/м3)n-1]

Лекция 7

Слайд 12

Физический смысл энергии активации
Для начала реакции необходимо столкновение реагирующих

молекул. Однако не все столкновения между молекулами приводят к реакции между ними. Если бы все столкновения приводили к реакции, то реакции протекали бы почти мгновенно.
Для реакций с конечной скоростью число столкновений между молекулами, приводящих к химическому взаимодействию,– лишь часть общего числа столкновений.

Лекция 7

Слайд 13

Эффективными оказываются лишь столкновения между активными молекулами, которые в момент столкновения

обладают некоторым избытком энергии по сравнению со средним ее значением (для данной температуры).
Энергия активации – избыточное количество энергии, которым должны обладать молекулы в момент столкновения, чтобы быть способным к данному химическому взаимодействию.

Лекция 7

Слайд 14

Активация – процесс, при котором изменяется энергия молекул без химического превращения.
Теплота

активации – теплота, поглощаемая при образовании активных молекул.
Между активными и нормальными молекулами существует равновесие, константа которого сильно зависит от температуры.

Лекция 7

Слайд 15

Лекция 6
Молекулы исходных веществ в состоянии 0, поглощая энергию активации Е1,

переходят в активное состояние 1, в котором они могут реагировать, образуя продукты реакции (состояние 2) с выделением энергии Е2.

Диаграмма энергетических уровней реакции

Слайд 16

Лекция 7
В экзотермических реакциях энергия Е2, выделяемая на участке 1-2,

больше, чем Е1, поглощаемая при активации на участке 0-1;
при этом разность (Е2 – Е1) положительна и по абсолютной величине равна тепловому эффекту реакции Q , который условно считается отрицательным, т.к. тепло, выделяющееся в реакции, отводится от системы к окружающей среде.
С учётом химической обратимости, одновременно в обратном направлении идёт эндотермическая реакция, для которой энергия активации |Е2|> |Е1|

Слайд 17

Энергетические уровни обратной реакции
Лекция 7
Молекулы исходных веществ в состоянии 2, поглощая

энергию активации Е2, переходят в активное состояние 1, в котором они могут реагировать, образуя продукты реакции (состояние 0) с выделением энергии Е1. Энергии поглощается больше, чем выделяется.

Слайд 18

Лекция 6
Точка перегиба
Аррениусовская экспонента

Слайд 19

Кинетика химических реакций

Содержание

Скорость гомогенной реакции – количество вещества, реагирующего в единице объема

Скорость гомогенной реакцииможно выразить как через скорость образования одного из продуктов

В соответствии с уравнением реакции, на каждый израсходованный в реакции моль

Поэтому скорость горения топлива можно выразить через скорость расходования горючих элементов

Реакции в зависимости от числа вступающих в них молекул подразделяются на:мономолекулярные

Для протекания мономолекулярной реакции достаточно, чтобы один род молекул был способен

показатели степеней n1, n2, … принято называть порядком реакции по реагентам

При заданной концентрации реагирующих веществ скорость реакции характеризуется константой скорости реакции,

E – энергия активации (кДж/моль), k0 – предэкспоненциальный множитель,

Зависимость константы скорости реакции от температуры в "аррениусовых" координатахГомогенная реакция 1-го

Физический смысл энергии активации Для начала реакции необходимо столкновение реагирующих

Эффективными оказываются лишь столкновения между активными молекулами, которые в момент столкновения

Активация – процесс, при котором изменяется энергия молекул без химического превращения.Теплота

Лекция 6Молекулы исходных веществ в состоянии 0, поглощая энергию активации Е1,

Лекция 7 В экзотермических реакциях энергия Е2, выделяемая на участке 1-2,

Энергетические уровни обратной реакцииЛекция 7Молекулы исходных веществ в состоянии 2, поглощая

Лекция 6Точка перегибаАррениусовская экспонента

Кинетика горения газов в смеси с воздухомЛекция 7

Похожие презентации

Скорость гомогенной реакции
можно выразить как через скорость образования одного из продуктов

Реакции в зависимости от числа вступающих в них молекул подразделяются на:
мономолекулярные

E – энергия активации (кДж/моль),
k0 – предэкспоненциальный множитель,

Зависимость константы скорости реакции от температуры в "аррениусовых" координатах
Гомогенная реакция 1-го

Физический смысл энергии активации
Для начала реакции необходимо столкновение реагирующих

Активация – процесс, при котором изменяется энергия молекул без химического превращения.
Теплота

Лекция 6
Молекулы исходных веществ в состоянии 0, поглощая энергию активации Е1,

Лекция 7
В экзотермических реакциях энергия Е2, выделяемая на участке 1-2,

Энергетические уровни обратной реакции
Лекция 7
Молекулы исходных веществ в состоянии 2, поглощая

Лекция 6
Точка перегиба
Аррениусовская экспонента

Кинетика горения газов в смеси с воздухом
Лекция 7