現(xiàn)代化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)動力學(xué)

現(xiàn)代化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)動力學(xué)第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.速率方程的微積分形式及其特征一級反應(yīng)的動力學(xué)特征：

k

的量綱：[時間]-1一級反應(yīng)的半衰期t1/2與cA,0無關(guān)：

lncA–t

呈線性關(guān)系：斜率=

-kA，截距=lncA,0二、濃度對反應(yīng)速率的影響第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日兩種情況二級反應(yīng)：第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日情況一第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日情況二第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日

k的量綱為：[濃度]-1.[時間]-1

作圖為一直線，斜率為k；

二級反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物的初始濃度成反比。二級反應(yīng)的動力學(xué)特征：第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日作圖為一直線，由斜率可得k第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日反應(yīng)速率與物質(zhì)濃度無關(guān)的反應(yīng)叫零級反應(yīng)。例如光化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速率只與光強(qiáng)度有關(guān)，與反應(yīng)物濃度無關(guān)。電解反應(yīng)，反應(yīng)速率只與電流強(qiáng)度有關(guān)，而與反應(yīng)物濃度無關(guān)等。零級反應(yīng)：第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日零級反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物的初始濃度成正比。

k的量綱為[濃度].[時間]-1

作圖為一直線零級反應(yīng)的動力學(xué)特征：AACA,0第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日n級反應(yīng)：第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日級數(shù)速率方程t1/2直線關(guān)系第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日例14-4某反應(yīng)A→B+C,反應(yīng)物的初始濃度CA,0=1mol·dm-3，初始速率A,0=0.01mol·dm-3·s-1，如假定該反應(yīng)為(1)零級;(2)1.5級;(3)2級反應(yīng),試分別求各不同級數(shù)的速率常數(shù),標(biāo)明kA的單位,并求不同級數(shù)的半衰期和反應(yīng)物的濃度為0.1mol·dm-3時所需的時間。分析：已知反應(yīng)級數(shù)，求kA、t1/2和t

？第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日解：(1)

零級反應(yīng)反應(yīng)到cA=0.1mol·dm-3時所需的時間為：則t=0時：第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日解：(2)1.5級反應(yīng)當(dāng)cA=0.1mol·dm-3時：因?yàn)榈谑屙摚捕屙摚?022年，8月28日解：(3)2級反應(yīng)因?yàn)楫?dāng)cA=0.1mol·dm-3時：第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日反應(yīng)級數(shù)cA,0/mol.dm-3kAt1/2/st0.9/s01.00.01/mol.dm-3.s-150901.51.00.01/(mol.dm-3)-0.5.s-182.8432.521.00.01/(mol.dm-3)-1.5.s-1

100900結(jié)論：當(dāng)反應(yīng)物初始濃度和速率常數(shù)相同時，反應(yīng)級數(shù)越大，對反應(yīng)速率影響越大；反應(yīng)速率隨濃度下降得越快，達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率所需時間越長。第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日確定反應(yīng)級數(shù)的方法與過程大致為：先根據(jù)具體反應(yīng)，預(yù)估可能的反應(yīng)級數(shù)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，測定c-t數(shù)據(jù)，用各種不同的處理方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并得到最終結(jié)果。確定反應(yīng)級數(shù)的方法確定反應(yīng)級數(shù)實(shí)質(zhì)上是確定反應(yīng)速率常數(shù)k和反應(yīng)級數(shù)n。微分法積分法半衰期法4.簡單級數(shù)反應(yīng)速率方程的確定反應(yīng)級數(shù)n速率常數(shù)k第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日

微分法以-作圖斜率為n,

截距為級數(shù)n可為整數(shù)、分?jǐn)?shù)。AA,2A,1kA12cA第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日嘗試法將實(shí)驗(yàn)測定的一系列c-t數(shù)據(jù)，分別代入各級數(shù)的動力學(xué)方程，每組c-t數(shù)據(jù)可得到一個k值，得到一組k值。若用多組c-t數(shù)據(jù)計(jì)算出的k值在某一個值附近波動，該公式所代表的級數(shù)就是所求的反應(yīng)級數(shù)。

積分法

NOTE:正整數(shù)級的反應(yīng)可用此法判斷。第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日例14-5：已知反應(yīng)：

CA,0=0.1mol/L，當(dāng)t=780s，2024s，3540s和7200s時的相應(yīng)轉(zhuǎn)化率分別為11.2%，25.7%，36.7%和55.2%，試用積分法確定反應(yīng)的級數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)k。解：設(shè)轉(zhuǎn)化率為xA：第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日解：(1)假設(shè)反應(yīng)為一級反應(yīng):故反應(yīng)不是一級反應(yīng)。第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日故：反應(yīng)級數(shù)n=2，

k=1.67×10-3(mol·dm-3)-1s