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代入数据,得ln 51×10[T2-(273+30)×103×103 解得T2=317K 822×10-5 8314×(273+30)72 五、催化剂对反应速率的影响( The affect of Catalyst on Chemical rate) 升高温度虽然能加快反应速率,但高温有时会给反应带来不利的影响。例如有的反应 在高温下会发生副反应,有的反应产物在高温下会分解等等。人们通过使用催化剂选择新 的反应途径,以达到降低反应的活化能,进而加快反应速率。可见催化剂在现代化工业中 具有何等重要的地位和作用 考察化学反应动力学的另一种有效的方法是考察反应物变成生成物的位能变化。此理 论称为过渡态理论( transition state theory) 1.过渡态理论: 化学反应进行时,反应物分子首先形成一种中间过渡状态的物质一活化络合物 ( activated complex),在该活化络合物中,反应物分子中的旧键已经松弛,而产物分子中 的新键只初步形成,因此活化络合物分子是不稳定的,该活化络合物分子的位能比反应物 分子及产物分子的位能高,其值由活化络合物分子结构来决定 H…H…… Br](transition state (Ⅱ)( ansition state (逆) (I) Fig. 3.7 Energy profile for the H+ HBr Br Fig 3.8 Energy profile for the transition state theory 化学反应的位能图 以一个最简单的直线型反应为(图3.7) 例:a+b-c—-[a…b…c]—-a-b+c,例如:[H+H-Br]—·[H…H Br]—H-H+Br。为简便起见,假设碰撞沿着所有核通过一条直线上发生 (1)始态:H和H-Br粒子离得相当远,相互不发生影响,其位能恰好等于H本身 和HBr本身的位能总和 (2)过渡状态:当H和HBr靠近时,电子云的排斥力变得相当大,那就必须对体系作 功,迫使粒子挤在一起,这意味着整个位能要增加,一直增加到相应的活化络合 物的位能 (3)终态:随着活化络合物分裂,H-H和Br的分离,位能下降 3.过渡状态理论中的活化能(图38)( Activation energy in the transition state theory) (1)正反应活化能:E)=NA(E活化落合物-E反应物)=E(u)-E (2)逆反应活化能:E)=NA(E活化络合物一E物)=E(m)-Eum) (3)化学反应热:△Hm=E距)-Ea避) 4.催化剂( Catalyst)57 代入数据,得 4 5 2 5 2 5.11 10 [ (273 30)] 1.03 10 ln 8.22 10 8.314 (273 30) T T − −  − +   =   + 解得 2 T = 317K 五、催化剂对反应速率的影响(The Affect of Catalyst on Chemical Rate) 升高温度虽然能加快反应速率,但高温有时会给反应带来不利的影响。例如有的反应 在高温下会发生副反应,有的反应产物在高温下会分解等等。人们通过使用催化剂选择新 的反应途径,以达到降低反应的活化能,进而加快反应速率。可见催化剂在现代化工业中 具有何等重要的地位和作用。 考察化学反应动力学的另一种有效的方法是考察反应物变成生成物的位能变化。此理 论称为过渡态理论(transition state theory) 1.过渡态理论: 化学反应进行时,反应物分子首先形成一种中间过渡状态的物质 ─ 活化络合物 (activated complex),在该活化络合物中,反应物分子中的旧键已经松弛,而产物分子中 的新键只初步形成,因此活化络合物分子是不稳定的,该活化络合物分子的位能比反应物 分子及产物分子的位能高,其值由活化络合物分子结构来决定。 ( I ) (II) (III) H + HBr H2 + Br △ H [ H H Br ] .... .... (I) (II) (III) Ea(正) △ rHm Ea(逆) Fig. 3.7 Energy profile for the H + HBr H2 + Br Fig. 3.8 Energy profile for the transition state theory 2.化学反应的位能图: 以一个最简单的直线型反应为(图 3.7) 例:a + b − c [a …b … c] a − b + c,例如:[H + H − Br] [H … H … Br ] H − H + Br。为简便起见,假设碰撞沿着所有核通过一条直线上发生。 (1) 始态:H 和 H − Br 粒子离得相当远,相互不发生影响,其位能恰好等 于 H 本身 和 HBr 本身的位能总和; (2) 过渡状态:当 H 和 HBr 靠近时,电子云的排斥力变得相当大,那就必须对体系作 功,迫使粒子挤在一起,这意味着整个位能要增加,一直增加到相应的活化络合 物的位能; (3) 终态:随着活化络合物分裂,H − H 和 Br 的分离,位能下降。 3.过渡状态理论中的活化能(图 3.8)(Activation energy in the transition state theory) (1) 正反应活化能:Ea(正) = NA(活化络合物 − 反应物) = E(II) − E(I) (2) 逆反应活化能:Ea(逆) = NA(活化络合物 − 产物) = E(II) − E(III) (3) 化学反应热:ΔrHm = Ea(正) − Ea(逆) 4.催化剂(Catalyst)
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