(二)Ea(activation energy)的物理意义: 1.阿氏解释: a)化学反应中分子必须碰撞 b)不是所有的碰撞都能进行化学反应 C)只有能量较高的分子碰撞后才能起 化学反应 这些高能量的分子叫做活化分子 “活化能是1mole普通分子变为活化分子 所需的能量
1 (二)Ea(activation energy)的物理意义: 1. 阿氏解释: “活化能是1 mole普通分子变为活化分子 所需的能量” a)化学反应中分子必须碰撞 b)不是所有的碰撞都能进行化学反应 C)只有能量较高的分子碰撞后才能起 化学反应 这些高能量的分子叫做活化分子
Ea=- :1mole活化分子的能量 :1mole普通分子的平均能量 2.为什么需要活化能: 两分子接近,发生化学反应 必使旧键断裂,新键生成 旧键从松弛到断裂需要获得能量 新键形成前两原子的相互接近也必有斥力 为克服此斥力,也必须获得能量
2 Ea = - :1 mole 活化分子的能量 :1 mole 普通分子的平均能量 2. 为什么需要活化能: 两分子接近,发生化学反应 必使旧键断裂,新键生成 旧键从松弛到断裂需要获得能量 新键形成前两原子的相互接近也必有斥力 为克服此斥力,也必须获得能量
例:2AB→A2+B2 A—B.B—A 体系中大部分分子具有平均能量 只有极少数能量高于平均能量的分子 即活化分子才具有克服这种阻力和斥力的 能力,才能发生化学反应 对普通分子,需要设法从外部获得这部分 活化能使之变成活化分子,才能进行反应 AB—B·A,B.A—A·B 3
3 例:2AB → A2 + B2 A—B.B—A 体系中大部分分子具有平均能量 只有极少数能量高于平均能量的分子 即活化分子才具有克服这种阻力和斥力的 能力,才能发生化学反应 对普通分子,需要设法从外部获得这部分 活化能使之变成活化分子,才能进行反应 A.B—B.A,B.A—A.B
3.图解: 例:A+B→C E (A+B) A+B Ea A+B EA+B 平均 <E7c C平均 反应进程
4 3. 图解: 例:A + B → C
反应物的平均能量A+B* 比产物的平均能量c高 但不能直接从A+B变为C 必须获得Ea的能量,使A十B由普通能量 A+B变为A+B→(A+B)*→C 类似立砖不会 自动倒下来 Ea相当于化学 反应的推动能
5 反应物的平均能量A+B* 比产物的平均能量C高 但不能直接从 A+B 变为 C 必须获得 Ea的能量,使 A+B 由普通能量 A+B变为 A+B → (A+B)* →C 类似立砖不会 自动倒下来 Ea相当于化学 反应的推动能
4.活化能与反应热的关系: 对可逆的基元(均为气相)反应: Ea 反应物 k与产物 活化物 按阿氏公式: AE产物 k=A+e】 器 反应物 k=Ae
6 4. 活化能与反应热的关系: 对可逆的基元(均为气相)反应:
对于正反应,吸收E+的活化能变成活化分 子,反应生成产物,放出Ea的能量 对于逆反应,吸收Ea的能量成为活化物 后,反应生成产物,放出Ea+的能量 由反应物-→产物,放出能量为△Ea △Ea=Ea+-Ea多数Ea>0 △Ea符号:决定于Ea+,Ea的大小及 反应进行的方向 没有考虑状态变化,如等容或等压条件
7 对于正反应,吸收 Ea+的活化能变成活化分 子,反应生成产物,放出 Ea-的能量 对于逆反应,吸收 Ea-的能量成为活化物 后,反应生成产物,放出 Ea+的能量 由反应物→产物,放出能量为Ea Ea =Ea+ - Ea- 多数 Ea>0 Ea 符号:决定于 Ea+ , Ea-的大小及 反应进行的方向 没有考虑状态变化,如等容或等压条件
讨论不同状态变化的△Ea: 基元(气相)反应: AB尝CD 对于气相反应,以P表示反应物浓度 EP* Tpt kpt PAPB kp:Apse Tp-=kp-PCPD kp-=Ap_e RT 当反应达平衡时,r+=r Kp+PAPB=Kp-PCPD 8
8 讨论不同状态变化的Ea: 基元(气相)反应: 对于气相反应,以 Pi表示反应物浓度 RT E P P P k A e + − + = + RT E P P P k A e − − − = − rp+ = kp+ PAPB rp- = kp- PCPD 当反应达平衡时,r+ = rkp+ PAPB = kp- PCPD
P,P=K。=K(P)" kp-PPa - ant-Hoff公式(等压):(aP △,H RT - 4,H9 RT Ep4-Ep.=△Hm0=Qp △Ea=△rHm0=Qp 9
9 P A B C D P P K P P P P k k = = − + = K (P ) P P P P P T LnK T LnK ( ) ( ) = Vant-Hoff 公式(等压): RT H T LnK r m P P = ( ) RT H T Lnk T Lnk r m P P P P = − + − ( ) ( ) EP+ - EP- = rHm 0 = QP Ea =rHm 0 = Qp
若以CB表示反应物、产物浓度,反应过 程中体积不变 EC+ rC+=kC+CACB kc:=Acs 2R7 EC rc.=kc.CcCD kc-=Ac_e RT 平衡时:r+=r KC+CACB=kc-CcCD kc=CoCa=Ko-ke(Cy kc-CaCB 10
10 若以 CB表示反应物、产物浓度, 反应过 程中体积不变 rC+ = kC+ CACB RT E C C C k A e + − + = + rC- = kC- CCCD RT E C C C k A e − − − = − 平衡时:r+ = rKC+ CACB = kC- CCCD C A B C D C C K C C C C k k = = − + = K (C ) C