化学反应速率-.pptx
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1、化学反应速率化学反应速率 Chemical Reaction Rates 多相反应多相反应链反应链反应光化反应光化反应 几种类型的反应几种类型的反应 体体系系中中任任何何具具有有相相同同物物理理性性质质和和化化学学性性质质的的部部分分称称为为一一个个相相。相相与与相相之之间间有有界界面面隔隔开开,越过相界面时,性质发生突变。越过相界面时,性质发生突变。相的概念相的概念 PhasePhase 气态均匀体系。气态均匀体系。液态互溶,均匀体系。液态互溶,均匀体系。例如例如 H H2 2SOSO4 4=0.5mol=0.5mol m m-3-3的溶液的溶液不不互溶,多相体系。互溶,多相体系。例例如如水
2、水和和油油的的混混合合物物是是二二相相,水水、油油和和汞汞的混合物是三相)。的混合物是三相)。固态除固溶体(固态溶液)外,有多固态除固溶体(固态溶液)外,有多 少种纯固态物质,便有多少相。少种纯固态物质,便有多少相。相与状态相与状态 Phase&State Phase&State 与与均均相相反反应应的的速速率率不不同同,多多相相反反应应的的速速率率既既依依赖赖化化学学因因素素,又依赖又依赖物理因素物理因素。多相反应多相反应 Multiphase ReactionMultiphase Reaction 以煤的燃烧反应为例,整个燃烧反应至以煤的燃烧反应为例,整个燃烧反应至少可分为三个步骤:少可分
3、为三个步骤:反应物靠近表面;反应物靠近表面;在表面上发生化学反应;在表面上发生化学反应;反应产物从表面上离去。反应产物从表面上离去。其中其中、步骤的速率取决于煤的比表步骤的速率取决于煤的比表 面大小和氧气对流及扩散的快慢,属于面大小和氧气对流及扩散的快慢,属于 物理因素;物理因素;为化学因素。为化学因素。影响多相反应速率的因素影响多相反应速率的因素最最终终决决定定反反应应速速率率的的其其中中最最慢慢的的一一步步,称称为为控制步骤控制步骤。由由于于煤煤的的燃燃烧烧反反应应所所需需活活化化能能不不大大,因因而而增增大大煤煤的的比比表表面面和和加加强强氧氧气气的的对对流流,将将有有利利于于反反应的进
4、行。应的进行。活活化化能能很很大大的的反反应应其其控控制制步步骤骤为为第第二二步步化化学学反反应应本本身身。例例如如,在在潮潮湿湿空空气气中中,氧氧对对铁铁的的氧氧化化不不会会由由于于增增加加金金属属表表面面空空气气的的供供给给而而加加速。速。控制步骤控制步骤 Rate Determining Step微微细细分分散散的的可可燃燃物物质质,如如面面粉粉厂厂、纺纺织织厂厂、煤煤矿矿中中的的“粉粉尘尘”,超超过过安安全全系系数数时时会会快快速速氧氧化化燃烧,甚至引起爆炸事故。燃烧,甚至引起爆炸事故。19871987年青岛棉纺厂年青岛棉纺厂粉尘爆炸粉尘爆炸,烧毁一个车间及烧毁一个车间及150台纺织机
5、器,直接损失台纺织机器,直接损失92万元,万元,死亡死亡3人。人。19871987年年3 3月月1515日凌晨日凌晨2 2时时3939分,我国最大的麻纺分,我国最大的麻纺企业哈尔滨亚麻厂发生企业哈尔滨亚麻厂发生粉尘爆炸粉尘爆炸事故,死亡事故,死亡5858人、伤人、伤8282人、直接经济损失人、直接经济损失650650万元。万元。粉尘爆炸粉尘爆炸 链反应又称连锁反应,它是包括链反应又称连锁反应,它是包括大量反复循环的连串反应的复合反大量反复循环的连串反应的复合反应。应。链反应链反应 chain reaction chain reaction 链反应过程中出现一些高活性的微粒。链反应过程中出现一些
6、高活性的微粒。例如自由基例如自由基,即具有不成对价电子的原即具有不成对价电子的原子或原子团。象子或原子团。象H H(原子氢)、(原子氢)、HOHO(氢氧基)、(氢氧基)、CHCH3 3(甲基)等。(甲基)等。自自由由基基不不稳稳定定,一一但但产产生生,它它们们往往往往能能和和其其它它分分子子作作用用生生成成产产物物再再加加上上自自由由原原子子或或自自由由基基。这这个个过过程程一一旦旦引引发发,便便会会自自动动地地进进行行下下去去,如如一一条条锁锁链链,一环扣一环,直至反应停止。一环扣一环,直至反应停止。自由基自由基 FREE RADICALSFREE RADICALS链反应一般包括三个阶段:链
7、反应一般包括三个阶段:链的引发链的引发链的传递链的传递链的终止链的终止 链反应的阶段链反应的阶段这是由起始分子藉光、热、辐射这是由起始分子藉光、热、辐射或引发剂等到外因作用而裂解生成或引发剂等到外因作用而裂解生成自由原子或自由基的反应阶段。这自由原子或自由基的反应阶段。这一步所需活化能较高,与断裂化学一步所需活化能较高,与断裂化学键的能量同一数量级。如:键的能量同一数量级。如:ClCl2 2+hv+hvClCl+Cl+Cl 链的引发链的引发链链的的传传递递:自自由由原原子子或或自自由由基基参参与与反反应应,反反应应结结果果又又产产生生新新的的自自由由原原子子或或自自由由基基 ,如如此此一一环环
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