Bài giảng môn Nhiệt động hóa học

Chia sẻ: Đỗ Đặng Thuận | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

545
lượt xem 174
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Bài giảng Nhiệt động hóa học

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Nhiệt động hóa học

•Nhiệt động hóa học Khảo sát trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ. Điều kiện để pư diễn ra: ∆G = ∆H - T.∆S
Phản ứng đơn giản – pư diễn ra có 1 giai đoạn H2 (k) + I2(k) = 2HI(k) Phản ứng phức tạp – pư diễn ra qua nhiều giai đoạn Mỗi giai đoạn – gọi là một tác dụng cơ bản ∑ giai đoạn ( tác dụng cơ bản ): cơ chế của pư. Ví dụ Có hai giai N2O5 = N2O3 + O2 đoạn: N2O5 + N2O3 = 4NO2 2
Định luật tác dụng khối lượng (M.Guldberg và P. Waage ) Ở nhiệt độ không đổi, pư đồng thể, đơn giản: aA + bB = cC + dD aA bB Tốc độ phản ứng : v = k.C .C Định luật tác dụng khối lượng của Guldberg-waage nghiệm đúng cho các pư đơn giản và cho từng tác dụng cơ bản của pư phức tạp. 3
Phân tử số Phân tử số - là số tiểu phân ( ng tử, phân tử, ion ) của chất pư tương tác gây nên biến đổi hoá học trong 1 tác dụng cơ bản.(PTS = 1,2,3) Tam phân tử Lưỡng phân tử Đơn phân tử Đối với pư đơn giản PTS=1 → pư đơn phân tử I2 (k) = 2I(k) PTS=2 → pư lưỡng phân tử H2(k) + I2(k) = 2HI (k) PTS=3 → pư tam phân tử 2NO (k) + O2(k) = 2NO2(k) EOS 4
Một phản ứng bao gồm nhiều giai đoạn nối tiếp nhau, tốc độ pư được quyết định bởi tốc độ của giai đọan chậm nhất Chậm → quyết định tốc độ nhanh EOS 5
Phản ứng đồng thể ở nhiệt độ không đổi (có thể tích không đổi) a b c d A + B = ∆C AC a + ∆C A ∆C B D = ⇒ = TỐC ĐỘ TRUNG BÌNH ∆C B b a b 1 ∆C A 1 ∆ CB 1 ∆C C 1 ∆ CD v=- =- = + c ∆t = + d ∆ t a ∆t b ∆t TỐC ĐỘ TỨC THỜI 1 dC A 1 dC B 1 dCC 1 dC D V=- =- =+ =+ a dt b dt c dt d dt V [mol.L-1.s-1] 6
Tốc độ tức thời tại t=0 (tốc độ ban đầu ) Tốc độ tức thời tại t= 600 7
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng  Bản chất phản ứng  Nồng độ (áp suất ) của chất pư  Nhiệt độ  Xúc tác  Diện tích bề mặt tiếp xúc (pư dị thể)  Dung môi (pư trong dung dịch)  Sự khuấy trộn….. 8
ĐỊNH LUẬT ĐỘNG HỌC aA + bB = cC + dD An Bm Phản ứng đơn giản n=a ; m = b Tốc độ tức thời : V = kC C Phản ứng phức tạp n≠ a hoặc n = a m≠ b m+n – bậc phản ứng hoặc m = b k – hằng số tốc độ pư , phụ thuộc vào : bch pư, T, xúc tác 9
Ví dụ - xét phản ứng phức tạp 2 2 k1 Step 1: NO(g) + Br2(g) NOBr2(g) (fast) k-1 k2 Step 2: NOBr2(g) + NO(g) 2NOBr(g) (slow) 10
•Vì giai đoạn 2 chậm nên tốc độ phản ứng v = v2 (V1)cb = (v-1)cb k1[ NO][Br2 ] = k−1[ NOBr2 ] k1 [ NOBr2 ] = [ NO][Br2 ] k−1 k1 k1 Rate = k2 [ NO][Br2 ][ NO] = k2 [ NO]2[Br2 ] k−1 k−1 2 2 11
PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 1 A → sản phẩm t=0 C0 0 [mol/l] t= τ C dC A − = dt k1CA 1 1 C0 CA τ dC A ∫ τ C ∫ − CA = k1 dt k = ln C0 A 0 τ 1/2 = ln 2 C0 k1τ = ln k1 C 12
PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 2 2A → sản phẩm 1 dC A − = k 2C A 2 2 dt 1 1 1 1  τ1 = k2 =  −  2τ  C C 0  2 2k 0 C 0 13
Phản ứng đồng thể, đơn giản, lưỡng phân tử của hệ khí lý tưởng . • Thuyết va chạm hoạt động • Thuyết phức chất hoạt động 14
THUYẾT VA CHẠM HOẠT ĐỘNG Tiểu phân hoạt động – là tiểu phân có E ≥ E + E* Chỉ có va chạm E giữa các tiểu phân hoạt động mới tạo phản * ứng. E* ↓→ số tiểu phân E hoạt động ↑→ v↑. EOS 15
THUYẾT VA CHẠM HOẠT ĐỘNG Sự định hướng không gian giữa các tiểu phân va chạm cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. ……. ……. Chất phản ứng Phức chất hoạt động _ Sản phẩm I + CH3 –Br → I - CH3 Br →I CH3 +Br- Định hướng không thuận lợi Định hướng thuận lợi EOS 16
Định hướng không gian Va chạm có hiệu quả Va chạm không hiệu quả 17
THUYẾT PHỨC CHẤT HOẠT ĐỘNG E* ∆S* → năng lượng hoạt hoá − → định hướng kgian k = Ze RT e R Phức chất hoạt động CO NO *t 2 *t *n *n E* +E* =E =134kJ *t *n CO+NO2 ↔ CO2+NO E < E → ∆H < 0 E =360kJ E > E → ∆H > 0 CO 2 NO Hiệu ứng nhiệt của phản ứng = E* +E* EOS (∆ H = E*t –E*n 18
Hằng số tốc độ k Ý nghĩa vật lý: v =kC n C m A B Khi CA = CB = 1mol/l v = k → tốc độ riêng của pư Biểu thức tính: E* ∆ * S * PCHD cđ − k = A.e RT A = Ze R E =H PCHD-H * cđ E* ∆* S k =Ze − RT e R ∆S =S –S E* ↓ thì k ↑ T ↑ thì k ↑ ∆ S* ↑ thì k ↑ Pư có ∆ G < 0 →thực tế không xảy ra thường tăng k bằng cách T ↑ , E* ↓ (xúc tác) 19
Ảnh hưởng của nồng độ chất pư đến tốc độ pư • Phản ứng đồng thể v = kCAa .Cbb • Phản ứng dị thể vhh >> vkt → v ≈ vkt vhh