現(xiàn)代化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)動(dòng)力學(xué)

現(xiàn)代化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)動(dòng)力學(xué)第1頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.速率方程的微積分形式及其特征一級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征：

k

的量綱：[時(shí)間]-1一級(jí)反應(yīng)的半衰期t1/2與cA,0無(wú)關(guān)：

lncA–t

呈線性關(guān)系：斜率=

-kA，截距=lncA,0二、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響第2頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩種情況二級(jí)反應(yīng)：第3頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月情況一第4頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月情況二第5頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第6頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

k的量綱為：[濃度]-1.[時(shí)間]-1

作圖為一直線，斜率為k；

二級(jí)反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物的初始濃度成反比。二級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征：第7頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作圖為一直線，由斜率可得k第8頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)速率與物質(zhì)濃度無(wú)關(guān)的反應(yīng)叫零級(jí)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(wú)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(wú)關(guān)等。零級(jí)反應(yīng)：第9頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月零級(jí)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(shí)間]-1

作圖為一直線零級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征：AACA,0第10頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月n級(jí)反應(yīng)：第11頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月級(jí)數(shù)速率方程t1/2直線關(guān)系第12頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例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(jí);(2)1.5級(jí);(3)2級(jí)反應(yīng),試分別求各不同級(jí)數(shù)的速率常數(shù),標(biāo)明kA的單位,并求不同級(jí)數(shù)的半衰期和反應(yīng)物的濃度為0.1mol·dm-3時(shí)所需的時(shí)間。分析：已知反應(yīng)級(jí)數(shù)，求kA、t1/2和t

？第13頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：(1)

零級(jí)反應(yīng)反應(yīng)到cA=0.1mol·dm-3時(shí)所需的時(shí)間為：則t=0時(shí)：第14頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：(2)1.5級(jí)反應(yīng)當(dāng)cA=0.1mol·dm-3時(shí)：因?yàn)榈?5頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：(3)2級(jí)反應(yīng)因?yàn)楫?dāng)cA=0.1mol·dm-3時(shí)：第16頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)級(jí)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(shí)，反應(yīng)級(jí)數(shù)越大，對(duì)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(shí)間越長(zhǎng)。第17頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月確定反應(yīng)級(jí)數(shù)的方法與過(guò)程大致為：先根據(jù)具體反應(yīng)，預(yù)估可能的反應(yīng)級(jí)數(shù)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)定c-t數(shù)據(jù)，用各種不同的處理方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并得到最終結(jié)果。確定反應(yīng)級(jí)數(shù)的方法確定反應(yīng)級(jí)數(shù)實(shí)質(zhì)上是確定反應(yīng)速率常數(shù)k和反應(yīng)級(jí)數(shù)n。微分法積分法半衰期法4.簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)速率方程的確定反應(yīng)級(jí)數(shù)n速率常數(shù)k第18頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

微分法以-作圖斜率為n,

截距為級(jí)數(shù)n可為整數(shù)、分?jǐn)?shù)。AA,2A,1kA12cA第19頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月嘗試法將實(shí)驗(yàn)測(cè)定的一系列c-t數(shù)據(jù)，分別代入各級(jí)數(shù)的動(dòng)力學(xué)方程，每組c-t數(shù)據(jù)可得到一個(gè)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(gè)值附近波動(dòng)，該公式所代表的級(jí)數(shù)就是所求的反應(yīng)級(jí)數(shù)。

積分法

NOTE:正整數(shù)級(jí)的反應(yīng)可用此法判斷。第20頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例14-5：已知反應(yīng)：

CA,0=0.1mol/L，當(dāng)t=780s，2024s，3540s和7200s時(shí)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(jí)數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)k。解：設(shè)轉(zhuǎn)化率為xA：第21頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：(1)假設(shè)反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng):故反應(yīng)不是一級(jí)反應(yīng)。第23頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月故：反應(yīng)級(jí)數(shù)n=2，

k=1.67×10-3(mol·dm-3)-1