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1、会计学1物理化学傅献彩章化学动力学基础物理化学傅献彩章化学动力学基础(jch)总结总结第一页，共29页。反应级数速率方程定积分式浓度时间线性关系半衰期计算式速率常数的单位零级r=k0 x=k0txt(浓度)(时间)-1一级r=k1A(浓度)0(时间)-1二级r=k2AB(a=b)(浓度)-1(时间)-1三级r=k3ABC(a=b=c)(浓度)-2(时间)-1n级r=kAn(浓度)1-n(时间)-1第1页/共29页第二页，共29页。例1、在40时，N2O5在CCl4溶剂中进行分解反应，反应级数为一级，初始反应速率r0=1.0010-5moldm-3s-1,一小时后反应速率r=3.2610-6mo
2、ldm-3s-1试计算：（1）反应在40时的速率常数(chngsh)。（2）40时反应的半衰期。（3）初始浓度c0为多少？第2页/共29页第三页，共29页。解题(ji t)思路：本题的关键是求得反应速率常数，知道了反应速率常数，利用k=ln2/t1/2,r0=kc0公式，可求得半衰期和初始浓度。但仅凭速率方程的微分形式求不出k来，若利用r0=kc0,r=kc两式相比，再利用一级反应速率方程的积分形式进行计算，即可求出k来。第3页/共29页第四页，共29页。解：（1）一级反应(fnyng)第4页/共29页第五页，共29页。例2、某反应为一级反应，在167，230秒时有90%的反应物发生(fshn
3、g)了反应，在127，230秒时有20%的反应物发生(fshng)了反应，试计算：（1）反应的活化能。（2）在147时，反应的半衰期是多少？第5页/共29页第六页，共29页。解题思路：根据已知条件利用阿伦尼乌斯方程的积分形式(xngsh)可求得活化能，而两个温度下的速率常数可利用一级反应速率方程的积分形式(xngsh)来求得，求算出活化能后，就能容易地求算出147的速率常数，进而利用 求出半衰期来。第6页/共29页第七页，共29页。解：（1）一级反应(fnyng)第7页/共29页第八页，共29页。第8页/共29页第九页，共29页。（2）在147时，其反应(fnyng)速率常数可用下式求出第9页
4、/共29页第十页，共29页。例3、一级平行反应的动力学数据如下反应Ea/kJmol-1A/s-1108.8101383.681013（1）提高温度(wnd)，哪一个反应的反应速率增加较快？（2）能否通过提高反应温度(wnd)，使k1大于k2？（3）如将温度(wnd)由300K增高至1000K，产物中B和C的分布将如何变化？ABCk1k2第10页/共29页第十一页，共29页。解题思路：讨论温度对化学反应速率的影响是阿伦尼乌斯方程的基本功能，定性讨论时可用其微分形式，比较两平行反应的速率常数(chngsh)最好用其积分形式的指数表示式来讨论。平行反应的特征的前提条件是两平行反应的级数相同，而且反应
5、开始时无产物。第11页/共29页第十二页，共29页。解：（1）提高温度(wnd)，反应的速率常数增加较快。第12页/共29页第十三页，共29页。（2）提高(t go)温度不可能使k1大于k2第13页/共29页第十四页，共29页。（3）第14页/共29页第十五页，共29页。例4、反应(fnyng)，正逆反应(fnyng)均为一级反应(fnyng)，已知 反应开始(kish)时 ，求：（1）正反应和逆反应的活化能。（2）在400K 时，反应10s后A，B的浓度。（3）在400K 时，反应达平衡时A，B的浓度。第15页/共29页第十六页，共29页。解题思路：欲获得Ea,1和Ea,-1，可从k1=f(
6、T)，表达式中计算出来，依据 得到 表达式及k1=f(T)，可求得Ea,1和Ea,-1，然后利用对行反应的速率方程的积分(jfn)形式，求算出A，B的浓度。第16页/共29页第十七页，共29页。解：（1）一级对行反应(fnyng)第17页/共29页第十八页，共29页。（2）在400K 时第18页/共29页第十九页，共29页。t t=t 0.5-x 0.05+xt=10s时 x=0.3 moldm-3第19页/共29页第二十页，共29页。（3）达到(d do)平衡时 第20页/共29页第二十一页，共29页。例5、某环氧烷受热分解，反应(fnyng)机理如下：证明(zhngmng)：反应速率方程为
7、。第21页/共29页第二十二页，共29页。解题思路：由反应机理推导速率(sl)方程，首先用产物的生成速率(sl)表示反应速率(sl)，由于中间产物是自由基，可用稳态法求出中间产物浓度，最后求得速率(sl)方程。第22页/共29页第二十三页，共29页。解：（1）为求中间产物(chnw)的浓度 ，用稳态法（2）又引出中间产物(chnw)的浓度 ，再用稳态法（3）（2）+（3）得第23页/共29页第二十四页，共29页。（4）将（4）代入（2）中第24页/共29页第二十五页，共29页。例6、反应(fnyng)C2H6+H22CH4 的反应(fnyng)机理如下：试推导(tudo)的表达式。第25页/共29页第二十六页，共29页。解题思路：由反应机理推导速率方程时，求中间产物的浓度并不是只用平衡近似(jn s)或稳态近似(jn s)法，可能二者兼用。本题就是利用平衡近似(jn s)法，同时对H进行稳态近似(jn s)处理，来获取中间产物与反应物浓度间的关系，进而推导出速率方程。第26页/共29页第二十七页，共29页。解：（1）代到（1）式 依据(yj)化学平衡 第27页/共29页第二十八页，共29页。第28页/共29页第二十九页，共29页。