Презентация на тему: Кинетика химических реакций

Кинетика химических реакций
Теоретические вопросы
Кинетика химических реакций
Теоретические вопросы
Кинетика химических реакций
Кинетика химических реакций
Задача 1
Задача 2
Задача 3
Задача 4
Задача 5
Кинетика химических реакций
1/12
Средняя оценка: 4.3/5 (всего оценок: 19)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (226 Кб)
1

Первый слайд презентации: Кинетика химических реакций

Преподаватель: Ямалов Шамиль

Изображение слайда
2

Слайд 2: Теоретические вопросы

Скорость химической реакции, факторы, влияющие на нее. Уравнение скорости для простых и сложных реакций (закон действия масс для кинетики). Порядок и молекулярность реакций.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Скорость хим. реакции: изменение количества вещества в единицу времени: V = -dC/dt Факторы, влияющие на скорость: (1) концентрация, (2) температура, (3) присутствие катализатора, (4) природа реагирующих частиц (молекулы, атомы, ионы, активные частицы - радикалы), (5) форма и размер частиц. Уравнение скорости: v A A + v B B → v C C + v D D (1) Простая реакция (в одну стадию): V = k*C A ^( v A )* C B ^( v B ) (2) Скорость сложной реакции определяется скоростью самой медленной элементарной стадии Порядок( n) : сумма порядков реакции по реагентам (n i ) : n = Σ n i ; i= А,В. Молекулярность: число частиц реагентов, взаимодействующих друг с другом одной элементарной реакции: v = v A +v B. Д ля простых реакций: v = n.

Изображение слайда
4

Слайд 4: Теоретические вопросы

Уравнение скорости для реакций первого порядка. Период полупревращения (полураспада). М ономолекулярные реакции. Примеры мономолекулярных реакций.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Кинетическое уравнение реакции 1-ого порядка: V = -dC/dt = k*C A, т.е. А →..., А - единственный реагент. Время полупревращения: V = -dC/dt = k*C A, т.е. ʃ dC/C = - ʃ kdt, ln(C/C 0 ) = -kt, C=0.5C 0 => T 1/2 = (ln 2)/k. Мономолекулярные реакции: Элементанрые химические реакции, в которых изменяется состав только одной молекулы, например реакции разложения: С 2 Н 5 С I → C 2 H 4 + HCl

Изображение слайда
6

Слайд 6

Катализ: инициирование или увеличение скорости реакции под действием катализатора. Катализаторы: изменяют скорость реакции, но в результате процесса остаются неизменными и в том же количестве. Катализатор создает новый путь протекания реакции, образуя с реагентом промежуточное неустойчивое соединение (интермедиат). Катализатор снижает энергию активации (Е а ), т.к. стадия образования и разложения интермедиата характеризуются меньшей Е а. Гомогенный катализ: катализатор и реакционная система находятся в одной фазе Гетерогенный катализ катализатор твердый, а реагирующие вещества газообразные или в виде раствора (т.е. жидкие). Реагенты адсорбируются на поверхности катализатора, затем идет реакция между адсорбированными реагентами, затем пробукты десорбируются и отводятся от катализатора. Ферментативный катализ: катализ с участием ферментов - крупных молекул белковой структуры ( M r = 10 -5 - 10 -7 ). В молекулах ферментов имеются трехмерные полости, на поверхности которых есть активные центры. Действие фермента заключается в образовании соединений фермент-субстрат. Затем этот комплекс распадается с образованием продукта. Скорость таких реакций увеличивается в сотни/тысячи раз. Ферменты разрушаются при температурах 30-60 0 С.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Задача 1

Газовая реакция 2NO + 2H 2 -> N 2 + 2H 2 0 подчиняется кинетическому уравнению V =k* C 2 (NO) *C(H 2 ). Каковы общий и частные порядки по реагирующим веществам? Почему экспериментальный порядок не согласуется со стехиометрическими коэффициентами? Как изменится скорость реакции при сжатии системы в 3 раза? РЕШЕНИЕ: Частные порядки: n(NO) =2, n (H 2 ) = 1 Общий порядок: n = n(NO) + n (H 2 ) = 2+1 =3 Экспериментальный порядок не согласуется со стехиометрическими коэффициентами, т.к. реакция является сложной (четырехмолекулярной). До сжатия: V' = k* С 2 ( NO) *C (H 2 ). Присжатии системы в 3 раза концентрация веществ увеличится в 3 раза, а значит V' = k*(3C (NO) ) 2 *(3C (H 2 ) ) = 27k С 2 ( NO) *C (H 2 ) = 27 V, т.е. скорость реакции увеличится в 27 раз.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Задача 2

Какая из приведённых ниже реакций протекает при обычных условиях быстрее? Укажите примерную величину энергии активации. Какая из реакций требует инициирования? Реакции: 1) ОН - (р-р) + H + (p-p) → H 2 O (ж) 2) 2Н 2 (г) + О 2 (г) → H 2 O (г) 3) Ba(OH) 2 (p-p) + 2HCl → H 2 O (ж) + BaCl 2 РЕШЕНИЕ: 1) Взаимодействие ионов разных знаков: Е а ≈ 0 2) Взаимодействие между электронейтральыми молекулами: Е а = 80 - 240 кДж/моль 3) Приведем сокращенное ионное уравнение: ОН - (р-р) + H + (p-p) → H 2 O (ж), откуда Е а ≈ 0 (как и в первом случае) В итоге: быстрее протекают реакции 1 и 3, реакция 2 требует инициации.

Изображение слайда
9

Слайд 9: Задача 3

Приведены энергии активации прямой реакции разложения йодистого водорода ( HI ↔ 0,5 H 2 +0,5 I 2 ) при 1000К в отсутствии (184 кДж/моль) и в присутствии (108 кДж/моль) катализатора. Укажите, во сколько раз изменится скорость реакции в присутствии катализатора. РЕШЕНИЕ: В отсутствие катализатора: V 0 = k*C 0 = C 0 *A*exp[ - E 0 /RT] А - предэкспоненциальный множитель (фактор частоты), С 0 - начальная концентрация HI, R - газовая постоянная, Т - абослютная температура, E 0 - энергия активации в отсутствии катализатора. В присутствии катализатора: V = C 0 *A*exp[ - E kat /RT], E kat - энергия активации c катализатором. V/V 0 = exp[ -( E kat - Е 0 ) /RT] ≈ 9373, т.е. скорость увеличится в 9373 раза.

Изображение слайда
10

Слайд 10: Задача 4

Запишите процесс b-распада 1 моль трития. Рассчитайте объем газа (н.у.), который образовался за 2 года b-распада. П ериод полураспада трития 12,26 лет. РЕШЕНИЕ: Уравнение распада: 3 1 Н → 3 2 Не + е - + v, Т 1/2 = 12,26 лет За 12,26 лет распадется 0,5 моль 3 1 Н и образуется 0,5 моль 3 2 Не, тогда за 2 года распадется Х моль 3 1 Н и образуется Х моль 3 2 Не: Х = (2/12,26)*0,5 = 0,08 моль. Объем Х моль 3 2 Не вычислим как V = V m *X = 22.4 моль/л * 0,08 моль = 1,8 л

Изображение слайда
11

Слайд 11: Задача 5

Установлено, что разложение некоторого вещества протекает по уравнению первого порядка. Определите значение константы скорости реакции и время, необходимое для уменьшения концентрации в 4 раза. Период полураспада вещества равен 0,7 ч. РЕШЕНИЕ: Кинетическое уравнение реакции 1-ого порядка: V = -dC/dt = k*C, или T 1/2 = (ln 2)/k. Откуда: k = (ln 2)/T 1/2 = 2.78*10 -4 с -1 ln(C/C 0 ) = -kt, C=0.25C 0, или T 3 / 4 = 2 (ln 2)/k = 2 T 1/2 = 1,4 ч

Изображение слайда
12

Последний слайд презентации: Кинетика химических реакций

Литература для самостоятельного изучения: http://bookash.pro/ru/s/Химическая+кинетика/ http://www.ph4s.ru/book_him_kinetika.html http://spisok-literaturi.ru/istoriya-sozdannyh-spiskov-literatury/spisok-literaturyi-soderzhaschiy-slova-himicheskaya-kinetika-157530.html Успехов на экзамене!

Изображение слайда