級(jí)反應(yīng)級(jí)數(shù)測(cè)定課件

作業(yè)：14，16，38，39閱讀：AI26.2(AII27.2)作業(yè)：14，16，38，39112－3具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的化學(xué)反應(yīng)一、一級(jí)反應(yīng)例A→B+C特點(diǎn)：(1)k單位：s-1,min-1,h-1(2)ln{cA}～t呈直線且slope=-k(3)半衰期：y=1/2半衰期與初始濃度無(wú)關(guān)12－3具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的化學(xué)反應(yīng)一、一級(jí)反應(yīng)例A→B2二、二級(jí)反應(yīng)例A+BPa0t=0t二級(jí)反應(yīng)：

=1,=1

ba-xb-xx則1.若a=b：則二、二級(jí)反應(yīng)例A+BPa3特點(diǎn)：(1)k：m3.mol-1.s-1(2)1/cA~t呈直線，且slope=k(3)半衰期與初始濃度成反比特點(diǎn)：(1)k：m3.mol-1.s-1(2)1/42.若a≠b：則特點(diǎn)：(1)k：m3.mol-1.s-1(2)呈直線，且slope=(a-b)k2.若a≠b：則特點(diǎn)：(1)k：m3.mol-5三、零級(jí)反應(yīng)和三級(jí)反應(yīng)1.零級(jí)反應(yīng)：例AP則特點(diǎn)：(1)k：mol.m-3.s-1(2)呈直線，且slope=-k三、零級(jí)反應(yīng)和三級(jí)反應(yīng)1.零級(jí)反應(yīng)：例6(3)半衰期與初始濃度成正比(4)完成反應(yīng)時(shí)間有限，為a/k2.三級(jí)反應(yīng)：自學(xué)總結(jié)(動(dòng)力學(xué)ABC)：1.牢記特點(diǎn)：(1)k：n=0時(shí)mol.m-3.s-1n=1時(shí)s-1n=2時(shí)m3.mol-1.s-1(3)半衰期與初始濃度成正比(4)完成反應(yīng)時(shí)間有限，7(2)c~t關(guān)系：反應(yīng)A→P，若n＝0，則cA~t直線，且slope=-k反應(yīng)A→P，若n＝1，則ln{cA}~t直線，且slope=-k反應(yīng)A+B→P，若n＝2a=b：1/cA~t直線， 且slope=k

a≠b：直線，且slope=(a-b)k(2)c~t關(guān)系：反應(yīng)A→P，若n＝0，則cA8(3)半衰期：n＝0n＝1n＝22.掌握方法：微分方程→解方程→特點(diǎn)思考：反應(yīng)2A+B→P，若r=kcAcB， 此二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)是什么？……(3)半衰期：n＝0n＝1n＝22.掌握方法：912－4反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定(Determinationofreactionorders)確定速率方程，主要任務(wù)是確定級(jí)數(shù)，靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定。一、幾點(diǎn)說(shuō)明1.兩種實(shí)驗(yàn)方案方案1：用一個(gè)樣品方案2：用多個(gè)樣品2.一種測(cè)定方法：c～t關(guān)系3.兩種數(shù)據(jù)處理方法積分法：以積分形式的速率方程為依據(jù)微分法：以微分形式的速率方程為依據(jù)12－4反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定確定速率方程，主要任務(wù)是確定級(jí)數(shù)10二、r=kcAn型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定（一元冪函數(shù)）方案1一個(gè)樣品測(cè)量cA：a

c1

c2

c3

c4…t：0t1

t2

t3

t4…數(shù)據(jù)處理積分法微分法1.積分法(1)作圖法：作cA～t圖，若直線，則n=0， 且slope=-k作ln{cA}

～t圖，若直線，則n=1， 且slope=-k依次類推二、r=kcAn型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定（一元冪函數(shù)）方案111(2)嘗試法：若k近似為常數(shù)，則n＝0若k近似為常數(shù)，則n＝1依次類推作圖法與嘗試法實(shí)際上相同。試法具有盲目性(2)嘗試法：若k近似為常數(shù)，則n＝0若k近似為常數(shù)，12(3)半衰期法：即呈直線，且slope=1-naa/4a/2a/8cAt找出不同初始濃度時(shí)的半衰期。然后作直線。(3)半衰期法：即呈直線，且slope=1-naa132.微分法cA：a

c1

c2

c3

c4…t：0t1

t2

t3

t4…r：r0

r1

r2

r3

r4…cAtr0r1r2lg{r}lg{cA}slope=n2.微分法cA：ac1c214方案2多個(gè)樣品(初始濃度不同)測(cè)量cA：a1

c1

c2…t：0t1

t2…測(cè)量cA：a2

c1′

c2′…t：0t1′

t2′…其他樣品類同…ctr0,3微分法處理數(shù)據(jù)a1a2a3r0,2r0,1求得各樣品的初始速率lg{r0}lg{a}slope=n方案2多個(gè)樣品(初始濃度不同)測(cè)量cA：a1c15動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的配方技巧：為便于處理數(shù)據(jù)，有許多配方技巧。例如“加倍法”，即a2＝2a1，a3=2a2等。當(dāng)作出第一張圖(c~t)后，表現(xiàn)為：若r0,2=r0,1，則n=0若r0,2=2r0,1，則n=1若r0,2=4r0,1，則n=2動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的配方技巧：為便于處理數(shù)據(jù)，有許多配方技巧。例16三、r=kcAcBcC…型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定 （多元冪函數(shù)）思路：設(shè)法將多元函數(shù)r=f(cA,cB,cC,…)在特定條件下變成一元函數(shù)，逐個(gè)測(cè)定、、…。以測(cè)為例方案1一個(gè)樣品a<<b，a<<c，…，則r=kcAcBcC…≈k′cA測(cè)量cA~t，按積分法或微分法求。同理，可求、…。三、r=kcAcBcC…型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定17方案2多個(gè)樣品樣品1：a1,b,c樣品2：a2,b,c樣品3：a3,b,c………………測(cè)cA~t

r0,1微分法測(cè)cA~t

r0,2測(cè)cA~t

r0,3……方案2多個(gè)樣品樣品1：a1,b,c樣品2：a2,b,18濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響小結(jié)：1.用級(jí)數(shù)描述c對(duì)r的影響；2.級(jí)數(shù)的確定——實(shí)驗(yàn)(元反應(yīng)除外)；3.確定級(jí)數(shù)后，如何討論反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)；4.零—三級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)。濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響小結(jié)：1.用級(jí)數(shù)描述c對(duì)r的影響；2.1912－5溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響—Arrhenius公式(Effectoftemperatureonreactionrate,ArrheniusEquation)T對(duì)r的影響表現(xiàn)為對(duì)k的影響：r=kcAcB…kT其中第一種類型最具有普遍意義，人們也研究得最多。12－5溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響—Arrhenius公式T20一、Van’tHoff經(jīng)驗(yàn)規(guī)則溫度每升高10K，速率增大2～4倍。即T=10K，k↑2～4倍T=100K，k↑1024～1.049×106倍T=200K，k↑1.049×106～1012倍一、Van’tHoff經(jīng)驗(yàn)規(guī)則溫度每升高10K，速率增21T=200K，k↑1.049×106～1012倍∴若某反應(yīng)在200oC時(shí)1s內(nèi)完成，則在0oC時(shí)需要12天～30000年才能完成。說(shuō)明：(1)T對(duì)速率的影響遠(yuǎn)大于濃度的影響。(2)該規(guī)則不可用于定量計(jì)算。T=200K，k↑1.049×106～101222二、Arrhenius公式1889年，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出經(jīng)驗(yàn)公式(1)E：活化能activationenergy，J.mol-1，kJ.mol-1當(dāng)初認(rèn)為，A和E為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。(2)Arrhenius公式的其他形式

A：指前因子pre-exponentialfactor，與k單位相同。二、Arrhenius公式1889年，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出經(jīng)驗(yàn)23意義：(1)描述k～T關(guān)系：當(dāng)E>0，T↑k↑；ln{k}~1/T呈直線。(許多反應(yīng)在T<500K 時(shí)，特別T<100K時(shí))例：已知某反應(yīng)在T1時(shí)速率系數(shù)為k1，且活化能為E。試求任意溫度時(shí)T2，k2＝？意義：(1)描述k～T關(guān)系：當(dāng)E>0，T↑k↑24(2)A和E是反應(yīng)本性的宏觀表現(xiàn)：稱動(dòng)力學(xué)參量(動(dòng)力學(xué)理論的任務(wù)就是計(jì)算并解釋A和E)E在動(dòng)力學(xué)中的重要性：活化能的定義(2)A和E是反應(yīng)本性的宏觀表現(xiàn)：稱動(dòng)力學(xué)參量(動(dòng)力學(xué)2512－6活化能及其對(duì)反應(yīng)速率的影響一、元反應(yīng)的活化能活化分子的概念：例雙分子反應(yīng)A+B→P，能量較高的相互碰撞時(shí)可能使反應(yīng)發(fā)生的分子對(duì)A-B活化分子,反應(yīng)物,RE產(chǎn)物活化能的意義：活化分子的平均能量普通反應(yīng)物分子的平均能量RTolmann指出：∴E具有能壘的含義。12－6活化能及其對(duì)反應(yīng)速率的影響一、元反應(yīng)的活化能活26作業(yè)：14，16，38，39閱讀：AI26.2(AII27.2)作業(yè)：14，16，38，392712－3具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的化學(xué)反應(yīng)一、一級(jí)反應(yīng)例A→B+C特點(diǎn)：(1)k單位：s-1,min-1,h-1(2)ln{cA}～t呈直線且slope=-k(3)半衰期：y=1/2半衰期與初始濃度無(wú)關(guān)12－3具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的化學(xué)反應(yīng)一、一級(jí)反應(yīng)例A→B28二、二級(jí)反應(yīng)例A+BPa0t=0t二級(jí)反應(yīng)：

=1,=1

ba-xb-xx則1.若a=b：則二、二級(jí)反應(yīng)例A+BPa29特點(diǎn)：(1)k：m3.mol-1.s-1(2)1/cA~t呈直線，且slope=k(3)半衰期與初始濃度成反比特點(diǎn)：(1)k：m3.mol-1.s-1(2)1/302.若a≠b：則特點(diǎn)：(1)k：m3.mol-1.s-1(2)呈直線，且slope=(a-b)k2.若a≠b：則特點(diǎn)：(1)k：m3.mol-31三、零級(jí)反應(yīng)和三級(jí)反應(yīng)1.零級(jí)反應(yīng)：例AP則特點(diǎn)：(1)k：mol.m-3.s-1(2)呈直線，且slope=-k三、零級(jí)反應(yīng)和三級(jí)反應(yīng)1.零級(jí)反應(yīng)：例32(3)半衰期與初始濃度成正比(4)完成反應(yīng)時(shí)間有限，為a/k2.三級(jí)反應(yīng)：自學(xué)總結(jié)(動(dòng)力學(xué)ABC)：1.牢記特點(diǎn)：(1)k：n=0時(shí)mol.m-3.s-1n=1時(shí)s-1n=2時(shí)m3.mol-1.s-1(3)半衰期與初始濃度成正比(4)完成反應(yīng)時(shí)間有限，33(2)c~t關(guān)系：反應(yīng)A→P，若n＝0，則cA~t直線，且slope=-k反應(yīng)A→P，若n＝1，則ln{cA}~t直線，且slope=-k反應(yīng)A+B→P，若n＝2a=b：1/cA~t直線， 且slope=k

a≠b：直線，且slope=(a-b)k(2)c~t關(guān)系：反應(yīng)A→P，若n＝0，則cA34(3)半衰期：n＝0n＝1n＝22.掌握方法：微分方程→解方程→特點(diǎn)思考：反應(yīng)2A+B→P，若r=kcAcB， 此二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)是什么？……(3)半衰期：n＝0n＝1n＝22.掌握方法：3512－4反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定(Determinationofreactionorders)確定速率方程，主要任務(wù)是確定級(jí)數(shù)，靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定。一、幾點(diǎn)說(shuō)明1.兩種實(shí)驗(yàn)方案方案1：用一個(gè)樣品方案2：用多個(gè)樣品2.一種測(cè)定方法：c～t關(guān)系3.兩種數(shù)據(jù)處理方法積分法：以積分形式的速率方程為依據(jù)微分法：以微分形式的速率方程為依據(jù)12－4反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定確定速率方程，主要任務(wù)是確定級(jí)數(shù)36二、r=kcAn型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定（一元冪函數(shù)）方案1一個(gè)樣品測(cè)量cA：a

c1

c2

c3

c4…t：0t1

t2

t3

t4…數(shù)據(jù)處理積分法微分法1.積分法(1)作圖法：作cA～t圖，若直線，則n=0， 且slope=-k作ln{cA}

～t圖，若直線，則n=1， 且slope=-k依次類推二、r=kcAn型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定（一元冪函數(shù)）方案137(2)嘗試法：若k近似為常數(shù)，則n＝0若k近似為常數(shù)，則n＝1依次類推作圖法與嘗試法實(shí)際上相同。試法具有盲目性(2)嘗試法：若k近似為常數(shù)，則n＝0若k近似為常數(shù)，38(3)半衰期法：即呈直線，且slope=1-naa/4a/2a/8cAt找出不同初始濃度時(shí)的半衰期。然后作直線。(3)半衰期法：即呈直線，且slope=1-naa392.微分法cA：a

c1

c2

c3

c4…t：0t1

t2

t3

t4…r：r0

r1

r2

r3

r4…cAtr0r1r2lg{r}lg{cA}slope=n2.微分法cA：ac1c240方案2多個(gè)樣品(初始濃度不同)測(cè)量cA：a1

c1

c2…t：0t1

t2…測(cè)量cA：a2

c1′

c2′…t：0t1′

t2′…其他樣品類同…ctr0,3微分法處理數(shù)據(jù)a1a2a3r0,2r0,1求得各樣品的初始速率lg{r0}lg{a}slope=n方案2多個(gè)樣品(初始濃度不同)測(cè)量cA：a1c41動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的配方技巧：為便于處理數(shù)據(jù)，有許多配方技巧。例如“加倍法”，即a2＝2a1，a3=2a2等。當(dāng)作出第一張圖(c~t)后，表現(xiàn)為：若r0,2=r0,1，則n=0若r0,2=2r0,1，則n=1若r0,2=4r0,1，則n=2動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的配方技巧：為便于處理數(shù)據(jù)，有許多配方技巧。例42三、r=kcAcBcC…型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定 （多元冪函數(shù)）思路：設(shè)法將多元函數(shù)r=f(cA,cB,cC,…)在特定條件下變成一元函數(shù)，逐個(gè)測(cè)定、、…。以測(cè)為例方案1一個(gè)樣品a<<b，a<<c，…，則r=kcAcBcC…≈k′cA測(cè)量cA~t，按積分法或微分法求。同理，可求、…。三、r=kcAcBcC…型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定43方案2多個(gè)樣品樣品1：a1,b,c樣品2：a2,b,c樣品3：a3,b,c………………測(cè)cA~t

r0,1微分法測(cè)cA~t

r0,2測(cè)cA~t

r0,3……方案2多個(gè)樣品樣品1：a1,b,c樣品2：a2,b,44濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響小結(jié)：1.用級(jí)數(shù)描述c對(duì)r的影響；2.級(jí)數(shù)的確定——實(shí)驗(yàn)(元反應(yīng)除外)；3.確定級(jí)數(shù)后，如何討論反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)；4.零—三級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)。濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響小結(jié)：1.用級(jí)數(shù)描述c對(duì)r的影響；2.4512－5溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響—Arrhenius公式(Effectoftemperatureonreactionrate,ArrheniusEquation)T對(duì)r的影響表現(xiàn)為對(duì)k的影響：r=kcAcB…kT其中第一種類型最具有普遍意義，人們也研究得最多。12－5溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響—Arrhenius公式T46一、Van’tHoff經(jīng)驗(yàn)規(guī)則溫度每升高10K，速率增大2～4倍。即T=10K，k↑2～4倍T=100K，k↑1024～1.049×106倍T=200