zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Hóa học đại cương: Chương 6 - ThS. Nguyễn Trương Xuân Minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hóa học đại cương" Chương 6 - Tốc độ phản ứng hóa học cân bằng hóa học, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Tốc độ phản ứng hóa học; Cân bằng hóa học và mức độ diễn ra của các quá trình hóa học. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học đại cương: Chương 6 - ThS. Nguyễn Trương Xuân Minh

CHƯƠNG 6 TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC CÂN BẰNG HÓA HỌC 6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.2. Cân bằng hóa học và mức độ diễn ra của các quá trình hóa học 1
6.1 Tốc độ phản ứng hóa học 2
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm Phản Phản ứng đơn giản ứng chỉ xảy ra qua một giai đoạn hóa Ví dụ: N2(k) + 3H2(k)  2NH3(k) học Phản ứng phức tạp o xảy ra qua nhiều giai đoạn (nối tiếp hoặc song song) Ví dụ: 2N2O5 → 4NO2 + O2 gồm hai giai đoạn nối tiếp: (1) N2O5 → N2O3 + O2 (2) N2O5 + N2O3 → 4NO2 o Mỗi giai đoạn của phản ứng phức tạp được gọi là một tác dụng đơn giản. o Tập hợp các tác dụng đơn giản xảy ra trong một phản ứng phức tạp được gọi là cơ chế của phản ứng. 3 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm  Phân tử số và bậc phản ứng Phân tử số: • là số phân tử tham gia vào một tác dụng đơn giản. • Phản ứng đơn phân tử, lưỡng phân tử, tam phân tử… Bậc phản ứng: • bằng tổng số mũ của nồng độ các chất phản ứng ghi trong biểu thức định luật tác dụng khối lượng. • Nếu tổng các số mũ đó là 1, 2, 3… thì phản ứng được gọi là phản ứng bậc một, bậc hai, bậc ba … • Được xác định bằng thực nghiệm 4 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm  Phân tử số và bậc phản ứng o Đối với các phản ứng đơn giản: Bậc phản ứng trùng phân tử số o Đối với các phản ứng phức tạp: Bậc của phản ứng được xác định bởi giai đoạn chậm nhất  bậc của phản ứng không trùng với phân tử số. 5 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm Phản ứng đồng thể Phản o Tất cả các chất đầu và sản phẩm ứng cuối nằm trong cùng một pha. hóa o Ví dụ: N2(k) + 3H2(k)  2NH3(k) học Phản ứng dị thể o Các chất đầu và cuối khác pha. o Ví dụ: Zn(r) + HCl(l)  ZnCl2(l) + H2(l) 6 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm  Tốc độ phản ứng là số tác dụng đơn giản của phản ứng hóa học diễn ra trong một đơn vị thời gian và một đơn vị thể tích (đối với phản ứng đồng thể) hoặc trên một đơn vị diện tích bề mặt phân chia pha (đối với phản ứng dị thể) C Tốc độ trung bình: v= t Tốc độ tức thời : dC v= dt nếu C là nồng độ của chất phản ứng thì lấy dấu – nếu C là nồng độ của sản phẩm thì lấy dấu + 7 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm  Biểu thức tốc độ Định luật tác dụng khối lượng (Guldberg và Waage) Tốc độ tức thời của phản ứng tỷ lệ với tích số nồng độ tại thời điểm đó của các chất tham gia phản ứng (với số mũ xác định nào đó). 8 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm Định luật tác dụng khối lượng Phản ứng tổng quát: aA + bB  cC + dD Biểu thức toán học: v = k .C An .C Bm v : tốc độ tức thời của phản ứng ở thời điểm xác định CA, CB: nồng độ tức thời của các chất A và B ở thời điểm đó. k: hằng số tốc độ n, m : số mũ (xác định từ thực nghiệm) Đối với phản ứng đơn giản: n = a, m = b Đối với phản ứng phức tạp: n  a, m  b Phản ứng có: bậc n đối với A, bậc m đối với B bậc tổng quát = (n+m) 9 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm n m Định luật tác dụng khối lượng v = k .C .C A B Hằng số tốc độ k Khi CA = CB = 1mol/l  v=k Ý nghĩa vật lý : hằng số tốc độ k là tốc độ riêng của phản ứng khi nồng độ các chất tham gia phản ứng bằng nhau và bằng 1mol/l. k phụ thuộc vào bản chất PƯ, nhiệt độ và chất xúc tác. E* S* - k =  .e RT  = Ze R Z: hệ số, tỷ lệ với tổng số va chạm của các tiểu phân trong một đơn vị thể tích và một đơn vị thời gian E*: năng lượng hoạt hóa của phản ứng. S*: entropi hoạt hóa của phản ứng. 10 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm n m Định luật tác dụng khối lượng E* S* v = k .C .C A B - RT R Hằng số tốc độ k k = Ze e → Năng lượng hoạt hóa E* o Không phải mọi va chạm của các tiểu phân phản ứng đều có thể tạo thành sản phẩm. o Với một phản ứng nhất định, các va chạm chỉ có hiệu quả khi năng lượng của các tiểu phân va chạm phải lớn hơn năng lượng trung bình của hệ một giá trị dư tối thiểu nhất định E* nào đó. 11 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm E* S* - Hằng số tốc độ k k = Ze e RT R → Năng lượng hoạt hóa E* Giả sử có phản ứng: A(k) + B2(k)  AB(k) + B(k) o Khi A tiến lại gần B2, khoảng cách giữa A và B2 giảm dần trong khi khoảng cách giữa các nguyên tử B tăng dần: A ... B – B → A ... B ... B → A – B ... B o Năng lượng dư của các tiểu phân va chạm dùng để làm suy yếu liên kết B – B và đủ để tạo ra A ... B ... B, gọi là phức chất hoạt động. o Năng lượng tối thiểu mà các tiểu phân tham gia va chạm phải có để đạt được phức hoạt động gọi là năng lượng hoạt hóa của phản ứng. o Các tiểu phân có năng lượng dư được gọi là các tiểu phân hoạt động. 12 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm - E* S* RT R Hằng số tốc độ k k = Ze e → Năng lượng hoạt hóa E* Năng lượng hoạt hóa của phản ứng càng nhỏ thì càng có nhiều tiểu phân trở thành hoạt động, do đó tốc độ của phản ứng càng lớn.  Entropi hoạt hóa S* Không chỉ có năng lượng hoạt hóa có ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng. Kết quả nghiên cứu cho thấy kích thước, hình dạng và nhất là vị trí không gian khi va chạm của các tiểu phân hoạt động cũng đóng vai trò quan trọng. Xác suất định hướng có hiệu quả khi va chạm được đặc trưng bởi đại lượng entropi hoạt hóa S* 13 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.1. Một số khái niệm Tốc độ của phản ứng phụ thuộc: o Bản chất của phản ứng o Nồng độ các chất tham gia phản ứng o Áp suất (đối với các phản ứng có chất khí tham gia) o Nhiệt độ o Xúc tác o Kích thước hạt (đối với các phản ứng có chất rắn tham gia) o Môi trường (đối với các phản ứng trong dung dịch)… 14 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng Nồng độ chất phản ứng Nhiệt độ Xúc tác 15 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng 1. Ảnh hưởng của nồng độ chất phản ứng Loại PƯ Biểu thức Bán chu kỳ PƯ bậc 1 v = - dCA/dt = k.CA CA ln(12 ) 0.693 A  sản phẩm ln( ) = -kt t 12 = - = C Ao k k PƯ bậc 2 v = - dCA/dt = k.C2A 1 2A  sản phẩm 1 1 t 12 = = kt + kCA0 CA CA0 v = -dCA/dt = -dCB/dt = k.CA.CB A + B  sản phẩm C B0 C A 1 kt = ln C A0 - C B0 C A0 C B PƯ bậc 3 v = -dCA/dt = k. C3A 3A  sản phẩm 1é 1 1 ù kt =  2 - 2  2  C A C A0  16
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng 1. Ảnh hưởng của nồng độ chất phản ứng Trong hệ dị thể: Tốc độ phản ứng không những phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng mà còn phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếp xúc pha. Diện tích tiếp xúc càng lớn thì tốc độ càng cao. 17 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng o Quy tắc thực nghiệm của Van’t Hoff Khi tăng nhiệt độ thêm 100C, tốc độ phản ứng tăng lên từ 2 tới 4 lần. kT +10 n k T + 10 n  = = 24  = kT kT γ : hệ số nhiệt độ (là số lần tăng lên của tốc độ phản ứng mỗi khi tăng 100C). k : hằng số tốc độ. Quy tắc này đúng trong khoảng nhiệt độ không lớn. 18 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng o Giải thích sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ Nhiệt độ tăng  chuyển động nhiệt của các tiểu phân tăng  số va chạm giữa chúng tăng  tốc độ phản ứng tăng lên. Tuy nhiên khi nhiệt độ tăng, số va chạm tăng không đáng kể. Khi nhiệt độ tăng số tiểu phân trở thành hoạt động tăng. E* Theo định luật Boltzmann: N - RT =e N0 N’: số tiểu phân hoạt động N0 : số Avogadro – số phân tử có trong 1 mol chất. Khi nhiệt độ tăng, số tiểu phân hoạt động tăng rất nhanh, nên tốc độ phản ứng tăng rất nhanh. 19 Chương 6: Cân bằng hóa học
6.1. Tốc độ phản ứng hóa học 6.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng 20 Chương 6: Cân bằng hóa học

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.