Скорость химических реакций

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Энергия активации Еа — это энергия, которую надо сообщить 1 моль

Энергия активации Еа — это энергия, которую надо сообщить 1 моль

вещества, чтобы его молекулы стали активными, [кДж/моль].
Это энергетический барьер, который должны преодолеть молекулы реагентов, чтобы превратиться в молекулы продуктов.
Чем больше Еа , тем меньше в системе активных молекул.
В большинстве случаев 50 кДж/моль > Еа > 100 кДж/моль
Если Еа > 120 кДж/моль — процесс идет годами.
Если Еа = 0, то?
Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

H2 + I2 = 2HI 1) I2 hν I· + ·I

H2 + I2 = 2HI
1) I2 hν I· + ·I
2)

·I + H–H I ̵ ̵ H ̵ ̵ H
3) I ̵ ̵ H ̵ ̵ H + ·I I ̵ ̵ H ̵ ̵ H ̵ ̵ I
4) I ̵ ̵ H ̵ ̵ H ̵ ̵ I HI + HI
Какая из стадий будет самой медленной?

Механизм реакции. Лимитирующая стадия.

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Формальным порядком реакции называется показатель степени в кинетическом уравнении реакции, определяемый

Формальным порядком реакции называется показатель степени в кинетическом уравнении реакции, определяемый

экспериментально.

Порядок реакции — это сумма степеней в кинетическом уравнении для элементарной стадии процесса.

Слайд 25

Два способа экспериментального определения порядка реакции: 1) составляются кинетические уравнения для

Два способа экспериментального определения порядка реакции:
1) составляются кинетические уравнения для

реакций 1-го, 2-го и 3-го порядков. После интегрирования и преобразования получаем выражения:

[лмоль–1с–1]

[л2моль–2с–1]

Слайд 26

Изменение функции концентрации исходных веществ во времени для реакций различных порядков

Изменение функции концентрации исходных веществ во времени для реакций различных порядков


Слайд 27

2) Используя логарифмическую форму кинетического уравнения r = k·cn , lgr

2) Используя логарифмическую форму кинетического уравнения r = k·cn ,
lgr

= lgk + n·lgc из линейной зависимости получаем lg k и n = tg .
Слайд 28

Молекулярность реакции — число молекул, принимающих участие в элементарном акте химического

Молекулярность реакции — число молекул, принимающих участие в элементарном акте химического

превращения.
Существуют одно-, двух- и трехмолекулярные реакции.
Молекулярность и порядок реакции не совпадают если:
- уравнение реакции описывает процесс в целом и не отражает истинного механизма реакции;
2N2O5 = 4NO2 + O2
Молекулярность равна 2, порядок 1.
- концентрация одного из реагентов много больше концентрации другого.
Слайд 29

Зависимость скорости реакции от температуры и природы реагирующих веществ описывает уравнение

Зависимость скорости реакции от температуры и природы реагирующих веществ описывает уравнение

Аррениуса:

k — константа скорости реакции
A — предъэкспоненциальный множитель, отражающий ОБЩЕЕ число соударений в системе
Еа — энергия активации
R — универсальная газовая постоянная
Т — температура, К
е — ДОЛЯ активных соударений в системе

Слайд 30

Каким образом можно ускорить реакцию? - увеличить температуру - снизить энергию

Каким образом можно ускорить реакцию?

- увеличить температуру
- снизить энергию активации

Катализаторы —

вещества, участвующие в реакции, но не расходующиеся в ней.
Катализаторы бывают положительными и отрицательными (ингибиторы).
Слайд 31

Энергетическая диаграмма реакции без катализатора и с катализатором.

Энергетическая диаграмма реакции без катализатора и с катализатором.

Слайд 32

Энергия активации количественно характеризует природу вещества: Калий в воде Ложка из нержавеющей стали в воде

Энергия активации количественно характеризует природу вещества:

Калий в воде

Ложка из нержавеющей стали

в воде
Слайд 33

Определение энергии активации по константам реакции, определенным при двух температурах:

Определение энергии активации по константам реакции, определенным при двух температурах:

Слайд 34

Если Еа лежит в диапазоне 50-100 кДж/моль, то влияние температуры на

Если Еа лежит в диапазоне 50-100 кДж/моль, то влияние температуры на

скорость можно оценить по эмпирическому правилу Вант-Гоффа:
увеличение температуры реакции на каждые 10 градусов ускоряет реакцию в 2-4 раза.
Слайд 35

Принцип детального равновесия В системе, находящейся в состоянии термодинамического равновесия при

Принцип детального равновесия

В системе, находящейся в состоянии термодинамического равновесия при данной

температуре, скорость прямого процесса равна скорости обратного процесса.

rпр
А В
rобр

В состоянии равновесия при Т = const,
rпр = rобр

Химическое равновесие

Слайд 36

Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие (Т, р,

Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие (Т,

р, С), равновесие системы смещается в сторону той, из двух противоположных реакций, которая ослабляет это воздействие.

Принцип Ле-Шателье

Слайд 37

Задача: В реакции синтеза аммиака исходные концентрации азота и водорода составляли

Задача:
В реакции синтеза аммиака исходные концентрации азота и водорода составляли соответственно

5 и 10 моль/л. Известно, что к моменту наступления равновесия прореагировало 50% исходного азота.
Определите константу равновесия.

Задача:
В реакции СО + Н2О ↔ СО2 + Н2
Исходные концентрации реагентов составляли по 1 моль/л. Константа равновесия равна 4. Определить все равновесные концентрации.