第十章_速率理论讲述.ppt

  1. 1、本文档共40页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
第十章_速率理论讲述

第十章 基元反应速率理论 §10-1 气相反应刚球碰撞理论(S.C.T.) 适用:气相、液相中进行的双分子基元反应 1. 异种双分子基元反应 A+B→产物 cA与NA浓度表示关系: 2. 同种双分子基元反应 A+A→产物 §10-2 过渡状态理论(T.S.T.) 适用于气相、液相和固体表面进行的单分子和 双分子基元反应;适用于Ea5RT的速率过程。 §10-3 单分子反应 4. 对反应机理的验证 对SN2缔合机理: 较小 对SN1离解机理: 较大 一般为较大的负值 为正值 一、实验事实 ① 高压(高浓度):一级反应 低压(低浓度):二级反应 ② E?=100 ? 200 kJ?mol-1 ( ?:表示高浓度) 反应服从Arrhenius定理 例:热分解反应、异构化反应 二、单分子反应机理 Lindemann单分子反应定理 * 碰撞理论(简单) 1920 过渡状态理论 1935 分子反应动力学 (态-态反应) 主要内容 10-1-1 基本假设 (1) 气体分子为无结构的刚球。 (2) 反应物分子必须碰撞才能发生反应。 r? ZAB(碰撞频率) ZAB:单位时间单位体积内分子A与B碰撞的次数 例:基元反应 A+B→产物 (3) 只有沿两个碰撞分子联心线上的相对平动能 ? ? 临界能?c的碰撞才能引起化学反应 (4) 反应中速度分布遵从Maxwell-Boltzmann气体 分子速度的平衡分布 10-1-2 碰撞频率ZAB及有效碰撞分数q 1. 碰撞频率ZAB vAB -气体分子A和B的相对速度 ZAB =(圆柱体积)×(单位体积内A、B分子的数目) 在反应判据 ? ?c 的条件下,有效碰撞分数就是Bolzmann因子 2. 有效碰撞分数q 10-1-3 速率常数的理论表达式 10-1-4 活化能Ea与临界能Ec的关系 一般反应: 10-1-5 指前因子A理论 通过实验可测得 k 和Ea值 根据 A实验 10-1-6 方位因子P(几率因子) 一般认为p不是能量因素而是构型因素。P1,可能是由于分子碰撞时在空间取向不合适而引起的 10-1-7 碰撞理论 k 的理论表达式 缺点:1. 由于没有考虑分子结构,计算结果误差较大 2. 碰撞理论不能计算P和Ec,故有很大局限性 10-1-8 对碰撞理论的评价 优点:1. 对具体反应过程的描述更加直观易懂; 2. 定量解释了基元反应的质量作用定律; 3. 解释了Arrhenius公式中A和Ea的意义。 A + B-C → A-B + C (1) 反应物变为产物过程中,反应物分子先生成活化络合物(A???B???C)≠,活化络合物从反应物一侧跨越马鞍点T(分界面)变成产物分子. 10-2-1 基本假设 A+BC AB+C A+B+C R P R(A+BC) P(AB+C) T(A…B…C) ≠ 势能剖面图 q: 反应坐标 RTP途径是能量最低的反应途径 Eb: 势垒高 ?≠E0= Eb+活化络合物的摩尔零点能 – 反应物的摩尔零点能 ?≠E0:零点摩尔活化能 r = v c≠ v: X≠的振动频率 (3) 反应物及X≠的能量分布服从Boltzmann能量 分布定律 (2) 活化络合物与反应物之间迅速达到平衡。 10-2-2 速率常数的统计力学表达式 由(1)、(2)可得: ? - 活化络合物沿反应坐标方向的振动频率 c≠ - 活化络合物的浓度 若X≠ 是线型分子 的统计力学表达式 若X≠ 是非线型分子 沿反应坐标方向的振动 将(5)代入(4): 将(6)代入(3): 10-2-3 过渡态理论(TST)与碰撞理论(SCT)比较 Ea-Amhenius活化能,与温度有关 Ec-临界能 微观性质,取决于分子的性质 Eb-势垒 与温度无关 Δ≠E0-零点能 1.速率常数表达式 SCT TST 原子与分子间的双分子气相反应:m= -0.5~0.5 分子与分子间的双分子气相反应:m= -2~0.5 2. Arrhenius活化能 SCT TST 3.指前因子 SCT TST 将 将代入上式: 4.过渡状态理论的不足之处 ① 势能面计算困难 ② X≠的结构无法确定 ③ X≠与反应物间不是真正处于化学平衡 10-2-4 过渡状态理论的热力学表达式 1. 速率常数 k 的热力学表达式 基元反应 TST 反应分子数 反应级数 Eyring公式 2. 活化能Ea与 的关系 基元反应: 等温方

文档评论(0)

shuwkb + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档