第12章-2-影响速率因子.pptVIP

表面积 15 ml 分子筛 30 ml 活性碳 85 ml g-Al2O3 反应速率 ? 表面积 筛分子原理 Molecules in Zeolite Cages and Frameworks + p-xylene ZSM-5 Y-zeolite Paraffins 分子筛 分子筛 分子筛 把贵金属原子分散到分子筛, 活性碳, g-Al2O3的表面上(催化载体) 增加反应物之间接触 CH4的催化燃烧 例: 增加反应物之间接触 12.3.3 反应物浓度和压力的影响 - 质量作用定律 增加反应物之间接触 浓度影响 白磷在纯氧气和空气中的燃烧 增加反应物之间接触 烟头在空气中 烟头在液态氧中 浓度影响 增加反应物之间接触 有效碰撞 无效碰撞 7.3.4 基元反应中分子碰撞方位的影响 碰撞方位的影响 头 头 头 尾 没反应 反应 碰撞方位影响 有效碰撞 无效碰撞 有效碰撞 头-头 尾-尾 腰-腰 2BrNO ? Br2 + 2NO 位阻效应 有效碰撞 无效碰撞 无效碰撞 有效碰撞 碰撞方位影响 Rb Rb I I C H C H Rb + CH3I CH3I + Rb ? CH3 + RbI Rb攻击CH3I的非反应性锥体 碰撞方位的影响 I 原子 CH3原子团 非反应性锥体 J. Phys. Chem. 92, 1107-1110, 1988. 2N2O5(g) ? 2N2O4(g) + O2(g) 7.3.5 温度对基元反应速率的影响 - Arrhenius定律 T Arrhenius图 温度影响 k 1/T(K) lnk Arrhenius公式： - RT E Ae k = k 反应速率常数 A 指前因子 E 活化能 E - A RT k ln ln + = Arrhenius图 von’t Hoff 图 slope = DH/R 温度影响 158 kJ/mol 实验数据 利用实验数据 作图 异构化 1/T lnk Arrhenius公式： 温度影响 活化能 反应 反应介质 查表 测量的温度范围 (T对k影响极大) (T对k影响较小) 负活化能(极少数反应), T ?, k ? Arrhenius公式： 温度影响 /kinetics/index.jsp 查阅基元反应速率常数k, Ea和A因子的网站(免费) OH + HNO3 ? H2O + NO3 * * 12.3 影响化学反应速率的重要因素 12.3.1 化学第零定律 12.3.2 反应物分散状态的影响 12.3.3 反应物浓度的影响-质量作用定律 12.3.4 基元反应中分子碰撞方位的影响 12.3.5 温度对基元反应速率的影响-Arrhenius定律 12.3.6 基元反应Arrhenius活化能的准确理解 “物质不混合, 不会发生化学反应” 分子碰撞是发生化学反应的必要条件, 不是充分条件 影响分子碰撞的因素 12.3.1 化学“第零”定律 物质不混合就没有化学反应, 化学“第零”定律 动画 有效碰撞与无效碰撞 碰撞是必要条件, 不是充分条件 有效碰撞 无效碰撞 增加活化分子数 影响分子碰撞的因素: 增加反应分子接触数 v k [A*] 辐射, 光, 溶剂, 器壁, 杂质 表面上的反应位置 颗粒小, 表面积增加, 表面上的反应位置也增加 反应速率 ? 表面积 零级反应 DA = - kt k: 速率常数 表面过程 浓度 浓度低, 碰撞数降低 浓度高, 碰撞数增高 反应速率 ? 浓度 温度低, 浓度低, 颗粒度大,表面积小 温度高, 浓度高, 颗粒度小, 表面积大 反应时间 产物总量 反应物状态的影响: 气态 液态 固态 7.3.2 反应物分散状态状态的影响 例: 1~3个数量级 气相液相 搅拌的作用:加快分散,增加反应物之间接触 气泡多 气泡 搅拌 搅拌影响 搅拌影响 铁棍在火焰中几乎没反应, 但喷铁粉时火焰发亮 快 慢 Fe(s) + 2HCl ? FeCl2(aq) + H2(g) 增加反应物之间接触 反应物接触面积, 多孔材料 煤球 蜂窝煤 增加反应物之间接触 煤粉燃烧 活性碳: 表面 600-1500 m2/g, 孔长 1.6 x 10^ 8 km 新多孔材料: 3000-5000 m2/g 由Zn4O簇合物等组成的多孔材料, ~5000 m2/g. (2009) ~足球场面积 UMCM-2(University of Michigan Crystalline Material-2) (100-110 X 64-75 m2) 木炭 600～1000℃ 水蒸汽、CO2、空气的混合气(烟道气) 活性炭 据称: 用