ch2化学反应的基本原理与大气污染200902.ppt

* 催化作用理论 催化剂加快反应速率的原因： 改变原来的反应历程,降低反应的活化能 如:N2 + H2 == 2 NH3 无催化剂Ea=326KJ/mol N2 + H2 == 2 NH3 有催化剂Ea=175.5KJ/mol * 提高反应速率的途径 温度、浓度、催化剂对反应速度的影响 * 以酶为催化剂的反应，其特点是： ①高效②高选择性③条件温和 大多数酶反应在人的体温条件下进行得很快。温度超过37℃太多时酶会失去活性, 这是因为体温升高导致酶的结构发生变化, 活性部位发生变形, 从而难以实现 “锁配钥”关系。 酶催化 * 牛奶是怎样消化的? 乳糖 葡萄糖 ＋半乳糖 乳糖酶 生物化学家用“锁配钥”模型(“锁和钥匙”)解释酶的催化活性。 2.3.4 链反应和光化反应 * 1、链反应 chain reaction 定义：用热、光、辐射或其他方法引发反应，产生自由基或自由原子，通过自由基或自由原子等活性组分相继发生大量的反复循环的连续反应，使反应发展下去。 链反应都有 链引发、链传递、链终止 三个步骤 在高温或日光(紫外光)照射下，烷烃可以与卤素发生取代反应——卤代反应。卤代时烷中的氢原子逐个为卤原子所取代，最终产物是各种卤代烃的混合物。以甲烷氯化为例： CH4 + Cl2 CH3Cl + CH2Cl2 + CHCl3 + CCl4 * 链的增长 链的终止 链的引发 上述反应又称为连锁反应 * 2. 光化反应 光化学是研究光与物质相互作用所引起的永久性化学效应的化学分支学科。 反应物受光照使分子活化而进行的反应称光化反应（photochemical reaction） 光化学所涉及的光的波长范围为100～1000纳米，即由紫外至近红外波段。 光化反应特点： 热反应 电反应 光反应 活化来源 分子碰撞 电能 光子辐射 温度系数 大 大 小 ΔG 减小 可以增大 可以增大 * 光化学过程是地球上最普遍、量重要的过程之一，绿色植物的光合作用，动物的视觉，涂料与高分子材料的光致变性，以及照相、光刻、有机化学反应的光催化等，无不与光化学过程有关。近年来得到广泛重视的同位素与相似元素的光致分离、光控功能体系的合成与应用等，更体现了光化学是一个极活跃的领域。 地球与行星的大气现象，如大气构成、极光、辐射屏蔽和气候等，均和大气的化学组成与对它的辐照情况有关。地球的大气在地表上主要由氮气与氧气组成。但高空处大气的原子与分子组成却很不相同，主要和吸收太阳辐射后的光化学反应有关。 * 大气污染过程包含着极其丰富而复杂的化学过程，目前用来描述这些过程的综合模型包含着许多光化学过程。如棕色二氧化氮在日照下激发成的高能态分子，是氧与碳氢化物链反应的引发剂。又如氟碳化物在高空大气中的光解与臭氧屏蔽层变化的关系等，都是以光化学为基础的。 * * 12 Principles of Green Chemistry 1. Prevention: 2. Atom Economy: 3. Less Hazardous Chemical Syntheses: 4. Designing Safer Chemicals: 5. Safer Solvents and Auxiliaries: 6. Design for Energy Efficiency: 7. Use of Renewable Feedstocks: 8. Reduce Derivatives: 9. Catalysis: 10. Design for Degradation: 11. Real-time analysis for Pollution Prevention: 12. Inherently Safer Chemistry for Accident Prevention: Anastas, P. T.; Warner, J. C. Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press: New York, 1998 * 4 * * 2.2 化学反应进行的程度和化学平衡 2.2.1 反应限度的判据与化学平衡 GT Dr ＝0 大多数化学反应都是可逆的，在密闭容器中，可逆 反应不能进行到底，反应到一定限度，表观上停顿 ——平衡状态——即正逆