Презентация "Кинетика и катализ" по физике – проект, доклад

Кинетика и катализ

Кинетика

Термин «скорость» в физике и в химии

Концентрация –это отношение количества вещества к объёму: С = n / V

5 моль/л 2л 10 моль/л 20 моль/л 1л 0,5л

Реакция происходит при столкновении молекул реагирующих веществ, её скорость определяется количеством столкновений и их силой (энергией)

A + B → AB →

Скорость химической реакции

Скорость химической реакции – это физическая величина, которая

определяется изменением концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени

обозначается v

измеряется моль / л · с

v = C1-C2 / t2-t1 = ΔC / Δt

C1 – начальная концентрация C2 – концентрация в момент времени t2 t1 – начальное время t2 – время окончания эксперимента

Природа реагирующих веществ (их химическая активность) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ (всегда) Zn + H2O → ZnO + H2↑ (только при нагревании) Cu + H2O → (никогда)

Факторы, влияющие на скорость

Концентрация Чем больше концентрация, тем чаще происходят столкновения – скорость реакции больше Закон действия масс: скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ Для реакции aA + bB → cC + dD: v = k·CªA·С‘B или v = k·[А]ª·С[В]‘ – кинетическое уравнение, где k – константа скорости Для реакций без участия твёрдых веществ

Температура Чем больше температура, тем больше скорость движения частиц, тем чаще происходят столкновения – скорость реакции больше Правило Вант-Гоффа: При изменении температуры на каждые 10 градусов скорость реакции изменяется в 2-4 раза t2 -t1 /10° vt2 = vt1 · γ, где vt2 – скорость реакции при температуре t2 где vt2 – скорость реакции при температуре t2 γ – температурный коэффициент реакции

Площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ Для гетерогенных реакций скорость прямо пропорциональна площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ. Твёрдое вещество необходимо измельчить, если возможно, растворить в воде (измельчить до молекул) Для гомогенных реакций: v = n1-n2 / V(t2-t1) = Δn /VΔt для гетерогенных реакций: v = n1-n2 / S(t2-t1) = Δn / SΔt

Катализатор Вещества, которые участвуют в химической реакции и увеличивают её скорость, оставаясь к концу реакции неизменными, называют катализаторами. Вещества, которые замедляют скорость химической реакции, называют ингибиторами.

Катализ

Энергию, необходимую для превращения веществ в состояние активированного комплекса, называют энергией активации (Еа) Для реакции: А2 + В2 = 2АВ

А │ А + В │ В

А . . . . . А · · · · · · · · · · В . . . . . В

А А │ + │ В В

Каталитическая реакция

А + К → А . . . К → АК активированный комплекс

В + АК → В…А…К → АВ + К активированный комплекс

А + К → АК В + АК → АВ + К А + В → АВ

Реакция протекает быстро, Еа - мала

Вещество К приняло участие в процессе, но в результате осталось химически неизменным (катализатор)

Задачи

1. Перед началом реакции концентрация одного из реагентов была равна 0,02 моль/л. Через 5 с она изменилась до 0,001 моль/л. Какова скорость реакции? 2. Через 5 с после начала реакции взаимодействия водорода с серой концентрация образовавшегося сероводорода равна 0,01 моль/л. Вычислите скорость реакции в данный момент времени.

3. В замкнутый сосуд вместимостью 5 л помещены: водород массой 0,8 г и хлор. Через 10 с в результате реакции масса водорода снизилась до 0,3 г. Вычислите среднюю скорость реакции. 4. Две реакции протекают с такой скоростью, что за единицу времени в первой образовался сероводород массой 3 г, во второй – иодоводород массой 10 г. Какая из реакций протекала с большей средней скоростью?

5. Вычислить скорость реакции синтеза воды при соответст- вующих концентрациях водорода и кислорода 0,5 моль/л и 0,25 моль/л. 6. Вычислить скорость реакции синтеза аммиака при соответ- ствующих концентрациях водорода и азота 0,6 моль/л и 0,2 моль/л.

Как изменится скорость синтеза воды при увеличении концентрации реагентов в два раза? 6. Вычислить скорость реакции синтеза аммиака при соответ- ствующих концентрациях водорода и азота 0,6 моль/л и 0,2 моль/л.