Biểu Đồ Năng Lượng Cho Nhiều Bước
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| intermediate/ˌɪntəˈmiːdɪət/ | chất trung gian |
Đo lường từng rào cản từ thung lũng bắt đầu của chính nó
- Một sơ đồ hai bước có chất phản ứng ở 20, đỉnh đầu tiên tại 80, chất trung gian ở −20, đỉnh thứ hai tại 60 và sản phẩm ở 0, tất cả đều tính bằng kJ/mol.
- Các rào cản phía trước là 80−20=60 và 60−(−20)=80. Đỉnh thứ hai thấp hơn trên trang, nhưng bước thứ hai có rào cản cục bộ lớn hơn.
Một dãy núi, chứ không chỉ một ngọn đồi đơn lẻ
- Một phản ứng một bước có một gò duy nhất cần leo lên. Một phản ứng nhiều bước có một dãy các đỉnh cao.
- Mỗi đỉnh là một bước; mỗi độ sâu là nơi chất trung gian tạm nghỉ. So sánh độ dốc từ mỗi thung lũng bắt đầu đến đỉnh tiếp theo của nó.
Một đỉnh cho mỗi bước
- Một phản ứng nhiều bước hiển thị một đỉnh cho mỗi bước cơ bản. Giữa các đỉnh là những thung lũng nhỏ.
- Càng nhiều bước thì càng nhiều đỉnh.
Một phản ứng ba bước sẽ hiển thị bao nhiêu đỉnh trên biểu đồ năng lượng của nó?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Mỗi bước nguyên tố một đỉnh, vì vậy ba đỉnh.
Chất trung gian nghỉ trong các thung lũng
- Mỗi thung lũng giữa hai đỉnh chứa một chất trung gian. Nó bền vững hơn so với các đỉnh xung quanh, nhưng không bền bằng sản phẩm cuối cùng.
- Nó được tạo thành tạm thời, rồi bị tiêu thụ bởi bước tiếp theo.
Một chất trung gian xuất hiện trên biểu đồ dưới dạng một...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Các chất trung gian nằm trong những khoảng trũng giữa các đỉnh.
Rào cản cao nhất quyết định
- Mỗi năng lượng hoạt hóa là một hiệu số: năng lượng trạng thái chuyển tiếp trừ đi năng lượng tại điểm bắt đầu của bước đó. Trong phép so sánh đơn giản được sử dụng ở đây, rào cản cục bộ lớn hơn xác định bước chậm hơn.
- Chiều cao tuyệt đối của đỉnh đơn thuần không thể xác định rào cản đó.
Under the simplified barrier comparison, which step is expected to be slower?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Compare transition state minus the starting state for each step. Absolute peak height is insufficient.
Bước xác định tốc độ luôn là bước đầu tiên.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Compare each local forward barrier. Neither first position nor highest absolute peak automatically identifies the slow step.
Sơ đồ hai bước có chất phản ứng ở 20, các đỉnh tại 80 và 60, chất trung gian ở −20 và sản phẩm ở 0, tất cả đều tính bằng $\dfrac{\text{kJ}}{\text{mol}}$.
- Bước 1: $E_{a,1}=80-20=60$. Bước 2: $E_{a,2}=60-(-20)=80$, tính bằng $\dfrac{\text{kJ}}{\text{mol}}$.
- Đỉnh thứ hai thấp hơn có rào cản cục bộ lớn hơn, nên bước 2 diễn ra chậm hơn khi so sánh các rào cản theo cách đơn giản hóa.
Đọc biểu đồ năng lượng hai gò
Xác định mỗi đặc điểm trên biểu đồ năng lượng của phản ứng hai bước.
Trạng thái chuyển tiếp nằm ở các đỉnh, không nằm trong các thung lũng.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Các đỉnh là trạng thái chuyển tiếp; các thung lũng là chất trung gian.
$\Delta H$ tổng thể chỉ phụ thuộc vào năng lượng của chất phản ứng và sản phẩm, không phải các đỉnh.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\Delta H$ là sản phẩm trừ đi chất phản ứng, bỏ qua các rào cản.
Chất trung gian nằm trong một thung lũng (độ sâu), trong khi các trạng thái chuyển tiếp nằm ở các đỉnh -- đừng nhầm lẫn chúng. Đo từng rào cản thuận từ thung lũng bắt đầu của chính nó; đừng chỉ chọn bước dựa trên đỉnh cao tuyệt đối. Và tổng $\Delta H$ vẫn chỉ là sản phẩm trừ chất phản ứng, bỏ qua các gò intermediates ở giữa.
Mở rộng suy luận sang trường hợp mới
- Biến thiên enthalpy toàn phần là 0−20=−20 kJ/mol.
- Theo phép so sánh rào cản đơn giản thông thường, bước thứ hai sẽ chậm hơn; tốc độ cơ chế thực tế cũng phụ thuộc vào nồng độ và các yếu tố động học.
Using the profile values, calculate the second forward activation energy in kJ per mole.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Measure from the intermediate at −20 to the second transition state at 60: 60−(−20)=80.
From reactants at 20 to products at 0, calculate the overall enthalpy change in kJ per mole.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Products minus reactants: 0−20=−20. Peak heights do not enter this subtraction.
Hồ sơ năng lượng nhiều bước có một đỉnh cho mỗi bước và một chất trung gian tạm nghỉ trong mỗi thung lũng giữa chúng. So sánh các rào cản hoạt hóa cục bộ, đo từ trạng thái bắt đầu của mỗi bước; một đỉnh có chiều cao tuyệt đối thấp hơn có thể có rào cản lớn hơn. Tổng $\Delta H$ vẫn chỉ là hiệu số giữa hai đầu mút.