Bài giảng Hóa đại cương - Chương 4: Động học của phản ứng hóa học
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
4.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ ÑOÄNG HOÙA HOÏC
- Noäi dung nghieân cöùu cuûa ñoäng hoùa hoïc.
- Phaûn öùng hoùa hoïc: heä soá tæ löôïng, phaûn öùng
ñôn giaûn vaø phöùc taïp, cô cheá phaûn öùng, phaûn öùng
ñoàng theå vaø dò theå.
2
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
4.2. TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG VAØ CAÙC YEÁU TOÁ
AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG
4.2.1. Khaùi nieäm veà toác ñoä phaûn öùng:
- Ñònh nghóa: Toác ñoä cuûa phaûn öùng hoùa hoïc
laø soá taùc duïng cơ bản trong moät ñôn vò thôøi gian vaø
ñôn vò theå tích (ñoái vôùi phaûn öùng ñoàng theå) hoaëc
trong moät ñôn vò thôøi gian vaø treân moät ñôn vò dieän
tích beà maët phaân chia caùc pha (ñoái vôùi phaûn öùng dò
theå).
3
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
-Thöïc teá thöôøng duøng nhöõng ñaïi löôïng tæ leä vôùi soá
taùc duïng cơ bản naøy: ñoä thay ñoåi noàng ñoä (mol/lit)
cuûa chaát phaûn öùng hay saûn phaåm phaûn öùng trong
moät ñôn vò thôøi gian, ñoâi khi quan saùt söï thay ñoåi
maøu saéc, ñoä ñuïc trong.
4
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
-Toác ñoä trung bình (trong khoaûng thôøi gian):
* Ñoái vôùi phaûn öùng A + B = C + D
Tính theo chaát phaûn öùng: neáu noàng ñoä chaát
A hay B ôû thôøi ñieåm 1 laø C1, ôû thôøi ñieåm 2 laø C2
thì toác ñoä trung bình cuûa phaûn öùng trong khoaûng thôøi
gian naøy laø:
C2 C1
C
2 1
5
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
Tính theo saûn phaåm: neáu noàng ñoä chaát D hay
E ôû thôøi ñieåm 1 laø C’1 ôû thôøi ñieåm 2 laø C’2 thì toác
ñoä trung bình cuûa phaûn öùng trong khoaûng thôøi gian
C'2 C1'
2 1
naøy laø:
C
C
Toång quaùt:
Daáu : chaát phaûn öùng, daáu +: saûn phaåm.
6
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
* Ñoái vôùi phaûn öùng toång quaùt
a A + b B = d D + e E
1 CA 1 CB
v
a b
1 CD 1 CE
d e
7
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
- Toác ñoä töùc thôøi (tính taïi thôøi ñieåm nhaát
ñònh):
Phaûn öùng: a A + b B = d D + e E
1 dCA 1 dCB
v
a d b d
1 dCD 1 dCE
d d e d
8
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
- Caùc yeáu toá aûnh höôûng: noàng ñoä, nhieät ñoä, xuùc taùc.
4.2.2. AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä chaát phaûn öùng:
a- Ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng:
- Muoán cho phaûn öùng xaûy ra caùc tieåu phaân chaát
phaûn öùng phaûi va chaïm nhau, toác ñoä phaûn öùng caøng
lôùn khi soá va chaïm caøng nhieàu = khi soá tieåu phaân
caøng lôùn, neân toác ñoä phaûn öùng tæ leä thuaän vôùi noàng ñoä
chaát phaûn öùng.
9
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
Ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng cuûa Guldberg
vaø Waage:
Trong heä ñoàng theå, ôû nhieät ñoä khoâng ñoåi, toác
ñoä phaûn öùng tæ leä thuaän vôùi tích soá noàng ñoä caùc chaát
phaûn öùng vôùi soá muõ baèng heä soá tæ löôïng cuûa caùc chaát
phaûn öùng.
10
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
- Bieåu thöùc toác ñoä phaûn öùng:
Ñoái vôùi phaûn öùng toång quaùt aA + bB = cC + dD :
n m
v kC C
A B
v: toác ñoä töùc thôøi ôû thôøi ñieåm nhaát ñònh;
C: noàng ñoä chaát phaûn öùng ôû thôøi ñieåm ñoù;
k: heä soá tæ leä vaø ñöôïc goïi laø haèng soá toác ñoä
phaûn öùng.
11
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
n, m: baäc phaûn öùng theo chaát phaûn öùng;
n+m: baäc phaûn öùng cuûa phaûn öùng.
Phaûn öùng ñoàng theå ñôn giaûn 1 giai ñoaïn:
Baäc theo caùc chaát phaûn öùng ñuùng baèng heä soá tæ
löôïng trong phöông trình phaûn öùng (n = a; m = b).
Phaûn öùng phöùc taïp nhieàu giai ñoaïn:
Baäc phaûn öùng coù giaù trò khaùc vôùi heä soá tæ löôïng
trong phöông trình phaûn öùng.
12
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
Toác ñoä cuûa phaûn öùng phöùc taïp ñöôïc xaùc ñònh bôûi
giai ñoaïn xaûy ra chaäm nhaát, coù theå khaùc vôùi heä soá tæ
löôïng cuûa phaûn öùng toång coäng.
Baäc phaûn öùng vaø bieåu thöùc toác ñoä phaûn öùng thöïc teá
ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm.
Ví duï caùc phaûn öùng: 2N2O5 = 4 NO2 + O2
2 NO + O2 = 2 NO2
(1)
(2)
ñeàu laø phaûn öùng phöùc taïp vì chuùng ñeàu dieãn ra qua 2
giai ñoaïn, thöïc nghieäm xaùc ñònh phaûn öùng (1) coù:
13
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
v kCN O
2 5
baäc phaûn öùng laø 1 (khaùc heä soá tæ löôïng cuûa N2O5), coøn
phaûn öùng (2) coù:
v kCN2O CO
2
vaø do ñoù coù baäc phaûn öùng laø 3 (baèng heä soá tæ löôïng cuûa
NO vaø O2).
Baäc pö toång coäng cuûa phaûn öùng baèng toång caùc baäc pö
theo chaát cuûa caùc chaát pö hay baèng toång caùc soá muõ
cuûa noàng ñoä caùc chaát pö ghi trong bieåu thöùc toác ñoä pö.
14
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
Ví duï: Phaûn öùng baäc 0
CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k) v = k.[CaCO3]0 = k
Ví duï: Phaûn öùng baäc 1
I2 2I
v = k[I2]
2N2O5 4NO2 + O2 v = k[N2O5]
Ví duï: Phaûn öùng baäc 2
NO + O3 NO2 + O2
2 HI H2 + I2
v = k.[NO].[O3]
v = k.[HI]2
Ví duï: Phaûn öùng baäc 3/2
CH3CHO (k) CH4 (k) CO (k) v = k.[CH3CHO]3/2
15
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
Baøi taäp
1.Vieát bieåu thöùc tính vaän toác caùc phaûn öùng đơn giản:
a.2NO(k) + O2(k) 2NO2(k)
b. C(gr) + CO2(k) 2CO (k)
c.NH4NO3(r) N2O (k) + 2H2O(k
2. Khi giaûm noàng ñoä caùc chaát phaûn öùng xuoáng 3 laàn, toác ñoä
caùc phaûn öùng 1a,1b,1c thay ñoåi nhö theá naøo?
3.Khi giaûm theå tích bình phaûn öùng xuoáng 2 laàn, toác ñoä caùc
phaûn öùng 1a, 1b,1c thay ñoåi nhö theá naøo?
4.Khi giaûm aùp suaát cuûa heä xuoáng 2 laàn. Toác ñoä caùc phaûn öùng
1a,1b,1c thay ñoåi nhö theá naøo?
16
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
b- Haèng soá toác ñoä phaûn öùng :
- Theo tính toaùn lyù thuyeát:
E* S*
E*
RT
RT R
k z.e .e .e
z: heäsoá tæ leä ; = z .exp(S*/R); E*, S*: naêng löôïng hoaït
hoùa, entropi hoaït hoùa cuûa phaûn öùng.
- Phaûn öùng cuï theå = const, neân k chæ phuï thuoäc
vaøo nhieät ñoä, nghóa laø k laø haèng soá taïi nhieät ñoä nhaát
ñònh.
17
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
- YÙ nghóa vaät lyù cuûa k: khi CA = CB = 1 M thì k = v,
töø ñaây: k laø toác ñoä rieâng cuûa phaûn öùng ñaõ choïn.
- Xaùc ñònh k: Laáy tích phaân caùc phöông trình toác ñoä
phaûn öùng. Chaúng haïn ñoái vôùi phaûn öùng baäc moät:
dC dC
v kC kd
d C
C0
1
ln C k ln C0 k ln
C
18
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
4.2.3. AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä:
a- Quy taéc (kinh nghieäm) Van’t Hoff:
Khi taêng nhieät ñoä leân 10oC thì toác ñoä phaûn öùng taêng
leân khoaûng töø 2 ñeán 4 laàn.
Soá laàn taêng naøy ñöôïc goïi laø heä soá nhieät ñoä cuûa toác ñoä,
ñöôïc kyù hieäu vaø:
kt10
kt
ktn.10
2 4 hay toång quaùt n
kt
(t 2 t1 )
vt2 kt2
10
γ
vt1 kt1
19
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Chöông 3
Ví duï: Xaùc ñònh haèng soá toác ñoä k ôû 30oC vaø tính toác ñoä
phaûn öùng taêng leân bao nhieâu laàn khi taêng nhieät ñoä leân 100oC
ñoái vôùi phaûn öùng phaân huûy N2O5 thaønh NO2 vaø O2, bieát
haèng soá k cuûa phaûn öùng ôû 0oCvaø 60oC töông öùng baèng 7,9.
107 vaø 2,57. 103.
Giaûi: Tính haèng soá k ôû 30oC:
2,57.103
k06.10
k0
k03.10
6
6
3,86 3,86
7,9.107
3
3
3,86 k30 kox 3,86
k0
3
7
5
7,9.10 x 3,86 3,6.10
20
Tải về để xem bản đầy đủ
45 trang
13/01/2024
15560
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa đại cương - Chương 4: Động học của phản ứng hóa học", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_dai_cuong_chuong_4_dong_hoc_cua_phan_ung_hoa_h.pdf
