阿伦尼乌斯公式及活化能ppt课件

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A2
exp(
Ea,2 RT
)k4A4源自exp(Ea,4 RT
)
代入
k
k2
(
k1 k4
1
)2
1
k
A2 (
A1 A4
1
)2
{[ Ea , 2 exp
2 ( Ea,1 RT
Ea,4 )]}
A e xp(
Ea RT
)
1
Ea Ea,2 2 ( Ea,1 Ea,4 )
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阿仑尼乌斯公式和活化能
关于活化能：
活化能(Ea) :
活化分子具有的平均能量与全部反应物分子
的平均能量之间的差值
Ea
E
Er
E n
-
E反 应 n反 应
注：基元反应的Ea有明确物理意义，复合反应的Ea意 义不甚明确。复合反应活化能是一个表观活化能
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阿仑尼乌斯公式和活化能
H2和Cl2化合反应历程为
（1）M+Cl2 k1 2Cl·+ M
链引发
阿仑尼乌斯公式和活化能
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阿仑尼乌斯公式和活化能
范特霍夫规则：
kT10 2 ~ 4 kT
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阿仑尼乌斯公式和活化能
r
r
r
r
r
(1) T
(2) T (3) T (4) T 速率与温度的关系
(5) T
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阿仑尼乌斯公式和活化能
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阿仑尼乌斯公式和活化能
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阿仑尼乌斯公式和活化能
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阿仑尼乌斯公式和活化能
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阿仑尼乌斯公式和活化能
例：溴乙烷分解反应的活化能Ea = 229.3 kJ∙mol-1， 650K时速率常数k = 2.14 ×10-4s-1，要使该反应在 10min内完成90%，反应温度应控制在多少度？ 解：由速率常数k的单位可知，此反应为一级反应
ln 1 k 600s 1 0.9
得 k=3.84×10-3s-1
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阿仑尼乌斯公式和活化能
将T1=600K，k1=2.14×10-4s-1，k2=3.84×10-3s-1， 代入阿伦尼乌斯定积分式得
3.84 103
229.3103
1
1
ln 2.14104
8.314J K1 mol1
( T2
600K
)
T2=697K
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阿仑尼乌斯公式和活化能
活化分子: 反应体系中少数能量较高的分子
ln k
(ln ka )
(ln kb )
b
a
1
1
1
T
T2
T1
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阿仑尼乌斯公式和活化能
（4）一般认为活 化能大小跟温度无 关，当实验温度变 化很大时，特别是 反应物分子结构复 杂时，活化能与温 度是有关的。
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（5）选用催化剂可以改变反应的活化能
催化剂对反应速 率的影响是通过 改变反应机理， 减小活化能而达 到的。
A.指数式
k
A exp(
Ea
)
Ea
A e RT
RT
A 指前因子
Ea 是活化能
B.微分式
d lnk dT
Ea RT 2
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阿仑尼乌斯公式和活化能
C.定积分式
ln k2 Ea ( 1 1 ) k1 R T2 T1
D.不定积分式
ln k Ea 1 B RT
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阿仑尼乌斯公式和活化能
阿伦尼乌斯公式能解决的问题： 1.求反应活化能 2.求反应适宜的温度 3.求反应适宜的时间 4.求速率常数
（2）Cl·+H2 k2 HCl + H· 链传递
（3）H·+ Cl2 k3 HCl+Cl·
（4）2Cl·+M
k4 Cl2+ M
链终止
1 2
dcHCl dt
1
kc c 2 Cl2 H2
其中
k
k2
(
k1 k4
1
)2
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阿仑尼乌斯公式和活化能
根据阿伦尼乌斯公式指数式
k1
A1
exp(
Ea,1 RT
)
k2
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阿仑尼乌斯公式和活化能
例：溴乙烷分解反应的活化能Ea = 229.3 kJ∙mol-1， 650K时速率常数k = 2.14 ×10-4s-1，要使该反应在 10min内完成90%，反应温度应控制在多少度？ 解：由速率常数k的单位可知，此反应为一级反应
ln 1 k 600s 1 0.9
得 k=3.84×10-3s-1
（1）活化能由实验测定 （2）活化能越小，反应温度越低，反应速率越大
Ea<63KJ•mol-1
在室温下瞬间反应
Ea≈100KJ•mol-1 Ea≈170KJ•mol-1 Ea≈300KJ•mol-1
在室温或稍高温度下反应
在200℃左右反应 在800 ℃左右反应
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阿仑尼乌斯公式和活化能
（3）升高温度对活化能较大的反应影响较大