天大物化課件ch10動力學10

1、10-4 簡單級數(shù)反應的積分式 簡單反應即具有整數(shù)級數(shù)的反應，掌握簡單反應的動力學規(guī)律，對研究復雜反應有重要意義，所謂復合反應是由簡單反應組合而成的。一、零級反應反應速率與反應物濃度無關的反應1、速率方程微分式或積分式2、特征(1) k的單位：濃度時間-1(2) 線性關系x t 或 cA t 線性，斜率 k0或反應物消耗一半所需的時間由即零級反應半衰期與初濃度成正比例(3) 半衰期t1/2 光化反應和表面催化反應一般都是零級反應，它們的反應速率與光的強度或表面積大小有關，而與反應物濃度無關。二、一級反應如蔗糖水解、放射元素蛻變等都是一級反應。反應速率與反應物濃度的一次方成正比1、速率方程設一級

2、反應微分式積分式或2、特征(1) k的單位：時間-1(2) 線性關系 lncA t 線性，斜率 k1(3) 轉化率與時間的關系令y表示時間t 時反應物的轉化率則表明一定溫度下，一級反應轉化率只與時間有關，而與初濃度無關。(4) 半衰期t1/2一級反應半衰期與初濃度無關例1 N2O5 在惰性溶劑中(CCl4)分解為一級反應N2O5 ，N2O4，NO2均溶于CCl4溶劑中一定T,p下測放出O2的體積如下：t = 0 VO2 = 10.75 cm3 t =2400 sec VO2 = 29.65 cm3t = VO2 = 45.50 cm3求k和t1/2 。解：由題意，該反應為一級反應A N2O5

3、本題是氣相在惰性溶劑中反應，由于液體體積VCCl4 一定，則t = 0 nA0 nB0t = t nA nB0+(nA0-nA)/ 2t = 0 nB0+nA0 / 2恒溫恒壓下：解之上題是采用物理分析法分析體系的體積（直接可測）代替濃度對于氣體反應體系恒溫恒壓下 n V 可測V恒溫恒容下 n p 可測p 上面的例題，亦可由實驗測出一組數(shù)據(jù)，做ln(V-Vt) t圖，由直線斜率求得k1值。注意例 2 已知某氣相反應 A B+C其t1/2 與A初壓力pA0無關,并知500K時將0.0122mol A 引入0.76 dm3 真空容器中，經(jīng)1000秒后測的總壓 p總 = 119990 Pa,求該溫度

4、下反應的速率常數(shù)k及t1/2 。解：由t1/2與pA0無關，可知該反應為一級反應A B + Ct = 0 pA0 0 0t pA pA0-pA pA0-pAp總 =2pA0-pA由題意 t =1000 sec 時，由則三、二級反應反應速率與一種反應物濃度的平方或兩種 反應物濃度的乘積成正比的反應分以下幾種情況 1.對反應物A為二級微分式積分式特征：(1) k的單位：濃度-1 時間-1(2) 線性關系1/(a-x) t線性，斜率 2k2(3) 半衰期t1/2t1/2與a成反比則2、反應為注意若反應為微分式(1) a = b 時 微分式積分式特征同1(2) a b 時分步積分得到微分式積分式分步積

5、分：特征：(1) k的單位：濃度-1 時間-1(2) 線性關系斜率 = (a-b)k2(3) 半衰期t1/2對A：對B：3、若反應為ab 反應物系數(shù)不等若采取按反應式系數(shù)配料，則處理方法同上例 400K時，在一抽空的容器中，按化學計量比引入氣體反應物A和B，進行如下氣相反應反應開始時，容器內(nèi)總壓為3.36kPa,反應進行1000sec后，總壓降為2.12kPa,已知此反應速率方程求速率常數(shù) kA 值。解： A、B是理論配料比pA / pB = 1/2則已知 t=0 時， 1000sec時，四、n級反應對反應若速率方程可簡化為(1) k單位： 濃度1-n時間-1直線，斜率=(n-1)k特征：(2)(3)關于t1/2 ：零級：一級：二級：三級：例如 某反應反應物轉化3/4，所需時間是半衰期的2倍，該反應為 對于一個三級反應，初始濃度cA0 減少一半，