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文檔簡介

1、1. 理想氣體狀態(tài)方程式pV( m / M )RTnRT或pVmp(V / n)RT2. 氣體混合物( 1) 組成摩爾分數(shù)yB或 B) = nB /nA(xA體積分數(shù)By BVm,B /yAV m, AA式中nA 為混合氣體總的物質(zhì)的量。 V m,A 表示在一定 T,p 下純氣體 A 的摩爾體積。yA V m,A 為AA在一定 T, p 下混合之前各純組分體積的總和。( 2) 摩爾質(zhì)量M mixy B M B m/ nM B /nBBBB式中 mmB 為混合氣體的總質(zhì)量, nnB 為混合氣體總的物質(zhì)的量。上述各式適用于任意的BB氣體混合物。(3) yBnB / n pB / pVB /V式中

2、pB 為氣體 B,在混合的T,V 條件下,單獨存在時所產(chǎn)生的壓力,稱為B的分壓力。VB為B氣體在混合氣體的T,p 下,單獨存在時所占的體積。3. 道爾頓定律pB = yBp, ppBB上式適用于任意氣體。對于理想氣體pBnB RT / V4. 阿馬加分體積定律VBnB RT / V此式只適用于理想氣體。第二章熱力學(xué)第一定律主要公式及使用條件1. 熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表示式UQW或d U QW Q pd a m bV'WQ 吸正放負外對內(nèi)正內(nèi)對外負2. 焓的定義式HUpV3. 焓變( 1)HU( pV )式中( pV ) 為 pV 乘積的增量,只有在恒壓下( pV )p(V2 V1 )

3、在數(shù)值上等于體積功。2( 2)HnCp,m dT1此式適用于理想氣體單純pVT 變化的一切過程,或真實氣體的恒壓變溫過程,或純的液體、固體物質(zhì)壓力變化不大的變溫過程。4. 熱力學(xué)能變2UnCV ,m d T1此式適用于理想氣體單純pVT 變化的一切過程。5. 恒容熱和恒壓熱QVU( dV0W,' 0QpH(d p0,W '0)6. 熱容的定義式( 1)定壓熱容和定容熱容Cp/dT(H/)pQpTCVQV / dT( U /T )V( 2)摩爾定壓熱容和摩爾定容熱容Cp ,mC p/ n( H m/T ) pCV ,mCV/ n( U m/ T)V上式分別適用于無相變變化、無化學(xué)

4、變化、非體積功為零的恒壓和恒容過程。(3)質(zhì)量定壓熱容(比定壓熱容)cpC p / mC p ,m / M式中 m 和 M 分別為物質(zhì)的質(zhì)量和摩爾質(zhì)量。(4)C p, mCV, mR(5)摩爾定壓熱容與溫度的關(guān)系C p ,mabTcT 2dT 3式中 a , b, c 及 d 對指定氣體皆為常數(shù)。( 6)平均摩爾定壓熱容C p ,mT2 C p ,md T /( T 2T1 )T17. 摩爾蒸發(fā)焓與溫度的關(guān)系vap H m ( T2 )T 2vap H m ( T1 )vap C p ,m d TT1或(v a Hpm/ T p)Cvap p式中vap C p,m= C p,m (g) Cp

5、,m (l) ,上式適用于恒壓蒸發(fā)過程。8. 體積功(1)定義式Wpamb dV或Wpa m bdVWUnCV ,m (T2T1)適用于 CV ,m 為常數(shù)的理想氣體絕熱過程。 . 反應(yīng)進度nB /B上式是用于反應(yīng)開始時的反應(yīng)進度為零的情況,nBnB nB,0 , nB,0 為反應(yīng)前 B 的物質(zhì)的量。B 為B 的反應(yīng)計量系數(shù),其量綱為一。的量綱為 mol。11. 標準摩爾反應(yīng)焓r H mBf H m(B, )Bc H m(B, )式中 fH m(B, ) 及 c H m(B,) 分別為相態(tài)為的物質(zhì) B 的標準摩爾生成焓和標準摩爾燃燒焓。上式適用于=1 mol,在標準狀態(tài)下的反應(yīng)。12. r H

6、 m 與溫度的關(guān)系r H m (T2 )T2rC p ,m d Tr H m (T1 )T1式中r C p ,mB Cp,m (B) ,適用于恒壓反應(yīng)。13. 節(jié)流膨脹系數(shù)的定義式J T( T / p)HJ T 又稱為焦耳-湯姆遜系數(shù)。第三章熱力學(xué)第二定律主要公式及使用條件1. 熱機效率W /Q1(Q1Q2 )/Q1(T1T2) /T1式中 Q1 和 Q 2 分別為工質(zhì)在循環(huán)過程中從高溫?zé)嵩碩1 吸收的熱量和向低溫?zé)嵩碩2 放出的熱。 W 為在循環(huán)過程中熱機中的工質(zhì)對環(huán)境所作的功。此式適用于在任意兩個不同溫度的熱源之間一切可逆循環(huán)過程。2. 卡諾定理的重要結(jié)論Q1 / T1Q2 /T20, 可

7、逆循環(huán)0, 不可逆循環(huán)任意可逆循環(huán)的熱溫商之和為零,不可逆循環(huán)的熱溫商之和必小于零。3. 熵的定義dSQr / T4. 克勞修斯不等式Q / T , 可逆dSQ / T , 不可逆5. 熵判據(jù)Si s oSs y sSa m b0,不可逆0,可逆7. 熵變計算的主要公式2 Q2 dUpdV2 dHVdpSr1 T1T1T對于封閉系統(tǒng),一切 W0 的可逆過程的S計算式,皆可由上式導(dǎo)出( 1)SnCV ,m ln( T2 / T1 )nR ln(V2 / V1 )SnC p ,m ln( T2 / T1 )nR ln( p1 / p2 )SnCV ,m ln( p2 / p1 )nC p ,m l

8、n(V2 / V1 )上式只適用于封閉系統(tǒng)、理想氣體、CV ,m 為常數(shù),只有 pVT 變化的一切過程相變過程的熵變SH / T此式使用于物質(zhì)的量 n 一定,在和 兩相平衡時衡 T,p 下的可逆相變化。9. 熱力學(xué)第三定律lim Sm (完美晶體 )0T 0或Sm (完美晶體 ,0K )0上式中符號代表純物質(zhì)。上述兩式只適用于完美晶體。10. 標準摩反應(yīng)熵r SmB Sm ( B)Br Sm (T2 )2r Sm (T1 )( rC p ,m / T )d T1上式中 r C p,m =B Cp,m (B) ,適用于在標準狀態(tài)下,反應(yīng)進度為1 mol 時,任一化學(xué)反應(yīng)在任一溫度B下,標準摩爾反

9、應(yīng)熵的計算。11. 亥姆霍茲函數(shù)的定義AUTS12. dAT Wr '此式只適用 n 一定的恒溫恒容可逆過程。13. 亥姆霍茲函數(shù)判據(jù)AT ,V0, 平衡0,自發(fā)只有在恒溫恒容,且不做非體積功的條件下,才可用A 作為過程的判據(jù)。14.吉布斯函數(shù)的定義GHTS15 d GT , PWr '此式適用恒溫恒壓的可逆過程。16. 吉布斯函數(shù)判據(jù)0, 平衡GT , p0,自發(fā)只有在恒溫恒壓,且不做非體積功的條件下,才可用G 作為過程的判據(jù)。17.熱力學(xué)基本方程式dUT d Sp dVd HT d SV d pd AS d Tp dVdGSd TV d p熱力學(xué)基本方程適用于封閉的熱力學(xué)平

10、衡系統(tǒng)所進行的一切可逆過程。說的更詳細些, 它們不僅適用于一定量的單相純物質(zhì), 或組成恒定的多組分系統(tǒng)發(fā)生單純p, V, T 變化的過程。也可適用于相平衡或化學(xué)平衡的系統(tǒng),由一平衡狀態(tài)變?yōu)榱硪黄胶鈶B(tài)的過程。18. 克拉佩龍方程d p /d TH m /(TVm )此方程適用于純物質(zhì)的相和相的兩相平衡。19.克勞修斯 -克拉佩龍方程d ln( p / p)(vap H / RT 2 )dTln( p2 / p1 )(vapH m / R)(1/ T11/ T2 )此式適用于氣 -液(或氣 -固)兩相平衡;氣體可視為理想氣體; Vm (l) 與 Vm (g) 相比可忽略不計,在 T1T2的溫度范圍

11、內(nèi)摩爾蒸發(fā)焓可視為常數(shù)。對于氣 -固平衡,上式vap H m 則應(yīng)改為固體的摩爾升華焓。20.ln( T2 / T1)(fusVm / fus H m )( p2p1 )式中 fus 代表固態(tài)物質(zhì)的熔化。fusVm 和fus H m 為常數(shù)的固 - 液兩相平衡才可用此式計算外壓對熔點的T 的影響。21. 麥克斯韋關(guān)系式(T / p) S(V / S) p(T/ V)S( p / S)V(p / T )V(S/ V)T(V / T ) p( S / p)T適用條件同熱力學(xué)基本方程。第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)主要公式及其適用條件1. 偏摩爾量:定義 :X(1)X BnB T, p,nC其中 X 為廣延

12、量,如 V US.全微分式: dXXXX BdnB(2)dTdpT p,nBp T,n BB總和:XnB X B(3)B2. 吉布斯 -杜亥姆方程在 Tp 一定條件下,nBdX B 0 , 或xB dX B 0 。BB此處, xB 指 B 的摩爾分數(shù), XB 指 B 的偏摩爾量。3. 偏摩爾量間的關(guān)系廣延熱力學(xué)量間原有的關(guān)系,在它們?nèi)×似柫亢螅廊淮嬖?。例:H=U+PVHB=UB+PVB ;A=U-TSAB=UB -TSB ;G=H TSGB=HB-TSB ;GGBGS ;GBSB .VVB ;p TpT,nBT pT p,nB4. 化學(xué)勢定義BGG BnB T, p, nC5. 單相多組

13、分系統(tǒng)的熱力學(xué)公式dUTdSpdVdnBBBdHTdSVdp dnBBBdA- SdTpdV dnBBBdG- SdTVdpdnBBBUHAGBnB S,V, nnB S,p,nnB T,V, nnB T, p,nCCCCG但按定義,只有nB T, p, n3 個均不是偏摩爾量。C 才是偏摩爾量,其余6. 化學(xué)勢判據(jù)的條件下,B ()d nB ( )0在 dT = 0 , dp = 0 W = 0 B其中,指有多相共存,B()指相內(nèi)的 B 物質(zhì)。7. 純理想氣體 B 在溫度 T壓力 p 時的化學(xué)勢0 ,自發(fā)0 ,平衡*0RTln(p)( pg) ( g)p0pg 表示理想氣體, *0表示純態(tài),

14、 (g)為氣體的標準化學(xué)勢。 真實氣體標準態(tài)與理想氣體標準態(tài)均規(guī)定為純理想氣體狀態(tài),其壓力為標準壓力p0 = 100 kPa。8. 理想氣體混合物中任一組分B 的化學(xué)勢0pBB (pg) B(g )RTln( p0 )其中, pByB p總 為 B 的分壓。9. 純真實氣體 B 在壓力為 p 時的化學(xué)勢ppRT*0*(g) (g)RT ln( p0 )0 Vm (g)p dp其中, V m* (g) 為純真實氣體的摩爾體積。低壓下,真實氣體近似為理想氣體,故積分項為零。10. 真實氣體混合物中任一組分B 的化學(xué)勢pBpRT0)VB (g)B (g) B (g)RTln( 0 dpp0p總其中,

15、VB為真實氣體混合物中組分B在該溫度及總壓 pB 下的偏摩爾體積。低壓下,真實氣體混合(g)物近似為理想氣體混合物,故積分項為零。11. 拉烏爾定律與亨利定律(對非電解質(zhì)溶液)拉烏爾定律:pA pA* x A其中, pA*為純?nèi)軇?A 之飽和蒸氣壓, pA 為稀溶液中溶劑 A 的飽和蒸氣分壓, xA 為稀溶液中 A 的摩爾分數(shù)。亨利定律:pBk x,BxBkb,BbBkc,BcB其中,pB 為稀溶液中揮發(fā)性溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓,k x ,B , kb ,B及 kc ,B 為用不同單位表示濃度時, 不同的亨利常數(shù)。12. 理想液態(tài)混合物定義:其任一組分在全部組成范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律的液態(tài)混合

16、物。pBp*B xB其中, 0xB 1 , B為任一組分。13. 理想液態(tài)混合物中任一組分B 的化學(xué)勢* (l) (l)RTln( x )BBB*其中, (l) 為純液體 B 在溫度 T壓力 p 下的化學(xué)勢。B00若純液體 B 在溫度 T壓力 p下標準化學(xué)勢為 B (l) ,則有:p*0V*p0(l)(l)m ,B (l)d(l)BBBp0其中, Vm* ,B (l) 為純液態(tài) B 在溫度 T 下的摩爾體積。14. 理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)x0;m i Vm i H0;xmix S(nB ) RxB ln( xB ) ;BBxTm i Sm i Gx15. 理想稀溶液 溶劑的化學(xué)勢:p0( l

17、 )R T lxnA (*mA ( l )A)V, Ap0( pl ) d當(dāng) p 與 p0 相差不大時,最后一項可忽略。 溶質(zhì) B 的化學(xué)勢:0RT ln(pB)B (溶 質(zhì) ) B (g) B (g)p00kb,B bB)B (g)RT ln(p00kb,B b0bB)B (g)RTln(p0)RT ln( 0b我們定義:0kb,Bb0)0pB (g)RT ln(p0b,B( 溶 質(zhì) )V B ( 溶 質(zhì) ) dpp0同理,有:0 (g)B0 (g)Bkc,Bc0p0V B ( 溶 質(zhì) ) dpRTln()p0c,B( 溶 質(zhì) )p0k x,Bp0(溶質(zhì))( 溶 質(zhì) ) dRTln(0)V

18、Bpx,Bpp0bBp( 溶質(zhì))0溶質(zhì) ( 溶質(zhì))RTln( b0 )VB () dpBb,B0pcBp0RTln()V B (溶質(zhì) ) dpc,B (溶質(zhì) )0cp0p0(溶質(zhì) )RTln( xB )VB (溶質(zhì) ) dpx,Bp0注:(1)當(dāng) p 與 p0 相差不大時,最后一項積分均可忽略。(2)溶質(zhì) B 的標準態(tài)為 p0下 B 的濃度分別為 bBb0 , cB c0 , xB1. , 時,B 仍然遵循亨利000定律時的假想狀態(tài)。此時,其化學(xué)勢分別為(溶質(zhì) ) c,B ( 溶質(zhì) ) x ,B (溶質(zhì) ) 。b,B16. 分配定律在一定溫度與壓力下,當(dāng)溶質(zhì) B 在兩種共存的不互溶的液體 間達

19、到平衡時,若 B 在 兩相分子形式相同,且形成理想稀溶液,則 B 在兩相中濃度之比為一常數(shù),即分配系數(shù)。KbB () ,KcB ( )bB ()cB ( )17. 稀溶液的依數(shù)性* 溶劑蒸氣壓下降:pApA xB 凝固點降低:(條件:溶質(zhì)不與溶劑形成固態(tài)溶液,僅溶劑以純固體析出)Tfkf bBR(Tf*)2MAkffus H m,0A 沸點升高:(條件:溶質(zhì)不揮發(fā))Tbkb bBR(Tb*)2MAkbvap H m,0A 滲透壓: Vn R TB18. 逸度與逸度因子氣體 B 的逸度 pB ,是在溫度 T總壓力 p總 下,滿足關(guān)系式 :0RT ln(pB)B (g) B (g)p0的物理量,它

20、具有壓力單位。其計算式為:pVB ( g ) 1 dp pB pB e x p 0RTp總逸度因子(即逸度系數(shù))為氣體B 的逸度與其分壓力之比:BpBpB理想氣體逸度因子恒等于1 。19. 逸度因子的計算與普遍化逸度因子圖lnBp V B (g)1 dp0RTp用 Vm = ZRT / p 代 VB,(Z 為壓縮因子)有:prdprln( ZB1)0pr不同氣體,在相同對比溫度Tr對比壓力 pr 下,有大致相同的壓縮因子Z,因而有大致相同的逸度因子 。20. 路易斯蘭德爾逸度規(guī)則混合氣體中組分 B 的逸度因子等于該組分B 在該混合氣體溫度及總壓下單獨存在時的逸度因子。B* p總 yBpBpBB

21、 p總 yBp總 yB適用條件:由幾種純真實氣體在恒溫恒壓下形成混合物時,系統(tǒng)總體積不變。即體積有加和性。21. 活度與活度因子對真實液態(tài)混合物中溶劑:*RTlnxB fB,且有: lim fB1 ,其中 aB 為組分 B 的活度, fB 為B (l) B (l) RTlnaBB (l)xB 1組分 B 的活度因子。若 B 揮發(fā),而在與溶液平衡的氣相中B 的分壓為 pB ,則有appBfBB,且xBaBB*xp*pBBB對溫度 T 壓力 p 下,真實溶液中溶質(zhì)B 的化學(xué)勢,有:bp(溶質(zhì))0(溶質(zhì))溶質(zhì)RTBB)Vpln(B () dBBb0p0其中, BaB /bB0 為 B 的活度因子,且

22、blim1BbB0。B00(溶質(zhì) )RTlnaB ,對于揮發(fā)性溶質(zhì),其在氣相中分壓為:當(dāng) p 與 p 相差不大時,B( 溶質(zhì)) BpBkbbB ,則pB ,BpB。aBkbbBkb第五章化學(xué)平衡主要公式及其適用條件1化學(xué)反應(yīng)親和勢的定義Ar GmA 代表在恒溫、恒壓和 W '0 的條件下反應(yīng)的推動力, A >0 反應(yīng)能自動進行; A0 處于平衡態(tài); A< 0反應(yīng)不能自動進行。2摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)與反應(yīng)進度的關(guān)系GT , pB BrGmB式中的GT, p表示在 T,p 及組成一定的條件下,反應(yīng)系統(tǒng)的吉布斯函數(shù)隨反應(yīng)進度的變化率,稱為摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)變。3化學(xué)反應(yīng)的等溫方程r

23、G mr GmRT ln J p式中r G mBB ,稱為標準摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)變;J ppBp B,稱為反應(yīng)的壓力商,B其單位為 1。此式適用理想氣體或低壓下真實氣體,在 T, p 及組成一定,反應(yīng)進度為1 mol 時的吉布斯函數(shù)變的計算。4標準平衡常數(shù)的表達式K pBeqp BB式中 pBeq 為參加化學(xué)反應(yīng)任一組分B 的平衡分壓力, B 為 B 的化學(xué)計量數(shù)。 K量綱為一。若已知平衡時參加反應(yīng)的任一種物質(zhì)的量nB,摩爾分數(shù) yB,系統(tǒng)的總壓力 p,也可采用下式計算 K :K nBBp pnBBByBB p pBB式中nB 為系統(tǒng)中氣體的物質(zhì)的量之和,B 為參加反應(yīng)的氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)的代

24、數(shù)和。此式只適用于理想氣體。5標準平衡常數(shù)的定義式ln K rGm RT或K exp(rGm RT)6化學(xué)反應(yīng)的等壓方程 范特霍夫方程微分式dln K dTr H m RT 2積分式T1) RT2 T1l n K( 2K1 )r H m (T 2不定積分式ln K r H m RT C對于理想氣體反應(yīng),r H mr H m ,積分式或不定積分式只適用于r H m 為常數(shù)的理想氣體恒壓反應(yīng)。若 r H m 是 T 的函數(shù),應(yīng)將其函數(shù)關(guān)系式代入微分式后再積分,即可得到lnK 與 T 的函數(shù)關(guān)系式。7真實氣體的化學(xué)平衡BeqK ( Beq ) B( pBeq p) B( pBeq p)eqeqBBK

25、 則為用逸上式中 pB, pB , B分別為氣體 B 在化學(xué)反應(yīng)達B平衡時的分壓力、逸度和逸度系數(shù)。度表示的標準平衡常數(shù),有些書上用K f 表示。上式中p BB。pBe qe qe q第六章相平衡主要公式及其適用條件1吉布斯相律FCP2式中 F 為系統(tǒng)的自由度數(shù)(即獨立變量數(shù)) ;P 為系統(tǒng)中的相數(shù); “2表”示平衡系統(tǒng)只受溫度、壓力兩個因素影響。要強調(diào)的是, C 稱為組分數(shù),其定義為 C=SRR,S 為系統(tǒng)中含有的化學(xué)物質(zhì)數(shù),稱物種數(shù); R 為獨立的平衡化學(xué)反應(yīng)數(shù); R' 為除任一相中xB1(或B1)。同一種物質(zhì)在各平衡相中的濃度受化學(xué)勢相等限制以及 R 個獨立化學(xué)反應(yīng)的標準平衡常數(shù)

26、K 對濃度限制之外,其他的濃度(或分壓)的獨立限制條件數(shù)。相律是表示平衡系統(tǒng)中相數(shù)、組分數(shù)及自由度數(shù)間的關(guān)系。供助這一關(guān)系可以解決:(a)計算一個多組分多平衡系統(tǒng)可以同時共存的最多相數(shù),即F0 時,P 值最大,系統(tǒng)的平衡相數(shù)達到最多;( b)計算一個多組分平衡系統(tǒng)自由度數(shù)最多為幾,即是確定系統(tǒng)狀態(tài)所需要的獨立變量數(shù); ( c)分析一個多相平衡系統(tǒng)在特定條件下可能出現(xiàn)的狀況。應(yīng)用相律時必須注意的問題: (a)相律是根據(jù)熱力學(xué)平衡條件推導(dǎo)而得的,故只能處理真實的熱力學(xué)平衡系統(tǒng);( b)相律表達式中的 “2是”代表溫度、壓力兩個影響因素,若除上述兩因素外,還有磁場、電場或重力場對平衡系統(tǒng)有影響時,則

27、增加一個影響因素,“2的”數(shù)值上相應(yīng)要加上 “1。”若相平衡時兩相壓力不等,則FCP2 式不能用,而需根據(jù)平衡系統(tǒng)中有多少個壓力數(shù)值改寫“2”這一項;(c)要正確應(yīng)用相律必須正確判斷平衡系統(tǒng)的組分數(shù)C 和相數(shù) P。而 C 值正確與否又取決以上的正值。如果出現(xiàn) F<0,則說明系統(tǒng)處于非平與 R 與 R 的正確判斷;( d)自由度數(shù) F 只能取 0衡態(tài)。2杠桿規(guī)則杠桿規(guī)則在相平衡中是用來計算系統(tǒng)分成平衡兩相(或兩部分)時,兩相(或兩部分)的相對量,如圖 61 所示,設(shè)在溫度為 T 下,系統(tǒng)中共存的兩相分別為 相與 相。xBxB圖 6 1 說明杠桿規(guī)則的示意圖圖中 M,分別表示系統(tǒng)點與兩相的相

28、點;xBM ,xB ,xB 分別代表整個系統(tǒng), 相和 相的組成(以B 的摩爾分數(shù)表示); n , n 與 n 則分別為系統(tǒng)點, 相和 相的物質(zhì)的量。由質(zhì)量衡算可得na ( xBMxB ) n ( xB xBM )或n( xBxBM )n( xBMxB )上式稱為杠桿規(guī)則, 它表示 ,兩相之物質(zhì)的量的相對大小。如式中的組成由摩爾分數(shù) xB , xBM , xB換成質(zhì)量分數(shù),M ,時,則兩相的量相應(yīng)由物質(zhì)的量n 與 n (或 m 與 m )。由于杠桿規(guī)則BBB是根據(jù)物料守恒而導(dǎo)出的,所以,無論兩相平衡與否,皆可用杠桿規(guī)則進行計算。注意:若系統(tǒng)由兩相構(gòu)成,則兩相組成一定分別處于系統(tǒng)總組成兩側(cè)。化學(xué)動

29、力學(xué)1化學(xué)反應(yīng)速率的定義v1 dV d t式中: V 為體積,為反應(yīng)進度, t 為時間。若反應(yīng)在恒容下進行時,則上式可改寫為1d nBd cBvB d tB d tVB 為反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù),對反應(yīng)物取負值,對產(chǎn)物取正值。例如aA + bBf F + eE當(dāng)取反應(yīng)物或產(chǎn)物分別表示上述反應(yīng)的反應(yīng)速率時,則有d cAd cBd cFd cEv(1)a dtbd tf d te d t在實際應(yīng)用時,常用d cA,d cB或d cF,dcE來表示反應(yīng)的反應(yīng)速率。d cA,dcB稱為d td td td td td t反應(yīng)物的消耗速率;d cF , d cE 則稱為產(chǎn)物的生成速率。用參加反應(yīng)的不同

30、物質(zhì)之消耗速率或生成速dtd t率來表示一反應(yīng)的反應(yīng)速率時,其數(shù)值是不同的,它們之間的關(guān)系見式(1)。2反應(yīng)速率方程及反應(yīng)級數(shù)若反應(yīng)的反應(yīng)速率與參加反應(yīng)物質(zhì)的濃度之間存在以下關(guān)系,即vkcA cB cC則稱此關(guān)系式為反應(yīng)的速率方程。式中的, ,分別稱為 A, B, C 物質(zhì)的反應(yīng)分級數(shù),+=n 便稱為反應(yīng)總級數(shù)。, ,的數(shù)值可為零、分數(shù)和整數(shù),而且可正可負。k 稱為反應(yīng)的速率常數(shù)。應(yīng)指出:若速率方程中的v 及 k 注有下標時,如vB,kB,則表示該反應(yīng)的速率方程是用物質(zhì)B表示反應(yīng)速率和反應(yīng)速率常數(shù)。3基元反應(yīng)與質(zhì)量作用定律基元反應(yīng)是指由反應(yīng)物微粒(分子、原子、離子、自由基等)一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物

31、的反應(yīng)。若反應(yīng)是由兩個或兩個以上的基元反應(yīng)所組成,則該反應(yīng)稱為非基元反應(yīng)。對于基元反應(yīng),其反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度的冪乘積成正比,而各濃度的方次則為反應(yīng)方程式中的各反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù),這就是質(zhì)量作用定律。例如,有基元反應(yīng)如下:A+2BC+D則其速率方程為d cAkA cA cB2dt要注意:非基元反應(yīng)決不能用質(zhì)量作用定律,所以如未指明某反應(yīng)為基元反應(yīng)時,不能隨意使用質(zhì)量作用定律。4具有簡單級數(shù)反應(yīng)速率的公式及特點級數(shù)微分式積分式半衰期k 的單位零級d cA0cA, 0cAktcA, 0k( cA )t1/ 2濃度 時間 -1d t2k一級d cAlncA,0ktcA, 0kcAt1/ 2時間 -1d tcA2k二級d cAkcA21kt1t1/ 21濃度 -1 時間 -1cAcA, 0kcA, 0d tn 級(n1)d cAkcAn11(n 1)ktt1/ 22n 11n 1n 1(n 1)kcn 1濃度 n-1 時間 -1d tcAcA, 0A, 05阿累尼烏斯方程d ln kEa微分式: d tRT 2EakA exp指數(shù)式:RTln kEaln ART積分式:ln k2Ea11k1TT2T1式中, A 稱為指前因子或表觀頻率因子,其單位與k 相同; Ea 稱為阿累尼烏斯活化能 (簡稱活化能 ),其單位為 kJ mo

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