资源描述:
《化学动力学基础(2)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第八章化学动力学基础(一)主要公式及其适用条件1、化学反应速率的定义式中:dx/dt为反应进度随时间的变化率;V为反应系统的体积;vB参加化学反应的物质B的计量系数,对产物取正值,对反应物则取负值;cB为参加反应B的物质的量浓度。此式适用于恒容反应,反应无中间产物或dc(中间产物)/dt»0的反应。2、反应速率与反应物消耗的速率及产物生成速率之间的关系反应:用参加反应的不同物质表示反应速率时,其速率常数k之间的关系:上式二式适用于恒温、恒容反应,且反应中间产物或dc(中间产物)/dt»0。3、速率方程的一般形式式中:a和b分别称
2、为反应物A的分级数和反应物B的分级数;a+b=n称为反应的总级数。a和b可分别为整数、分数或者是零,既可以是正值也可以是负值。kA称为用反应物A表示反应速率时的速率常数,其物理意义为当cA=cB=1mol·dm-3时的反应速率。4、零级反应速率方程式:-dcA/dt=k速率方程的积分式:cA,0-cA=kt式中:cA,0为反应前反应物A的初始浓度;cA为反应进行t时刻时的反应物A的浓度。零级反应的半衰期:t1/2=cA,0/2k5、一级反应速率方程式:-d/cA/dt=kAcA速率方程的的积分式:式中:xA为反应A初始浓度c0经
3、过时间t的转化率。此式适用于恒温、恒容一级反应。一级反应的半衰期:t1/2=ln2/k6、二级反应速率方程式:-dcA/dt=kA速率方程的积分式:若速率方程为-dcA/dt=kAcAcB,在任何时刻cA/cB皆为定值,速率方程的积分式为158上式中:k值的大小与cA/cB的大小有关。当cA/cB=1时,k=kA。二级反应的半衰期:t1/2=1/kcA,07、n级反应速率方程式:-dcA/dt=kA速率方程的积分式:(n-1)kAt=1/-1/n级反应的半衰期:以上二式除一级反应之外,n为其它任何值时皆可应用。8、kp与kc的关
4、系恒温、恒容理想气体反应的速率,用压力表示与用浓度表示时的速率常数kp和kc之间的关系(设反应为n级)为-dpA/dt=kp,Akp,A=kc,A(RT)1-n由pA=cART可知,表示反应速率的压力的单位应为Pa,反应物A的物质的量浓度cA的单位应为mol·m-3。上式适用于任何级数的恒温、恒容反应。9、阿累尼乌斯方程的三种形式(1)微分式:dln(k/[k])/dt=Ea/RT2(2)指数形式:k=k0e(3)定积分式:ln(k2/k1)=Ea(T2-T1)/RT1T2式中:k为温度T时的速率常数,[k]表示k的单位;k0称
5、为指(数)前因子,其单位与k相同;Ea称为化学反应的活化能,其单位为J·mol-1。上述三式主要用于说明温度对反应速率的影响,活化能及不同温度下反应速率常数的计算。上式适用于所有基元反应,某些非基元反应,甚至有些多相反应也符合阿累尼乌斯方程。(二)概念题8·2·1填空题1、在一定温度下,反应A+B→2D的反应速率既可表示为-dcA/dt=kAcAcB,也可表示为dcD/dt=kDcAcB。速率常数kA和kD的关系为()。2、在一定温度下,反应物A(g)进行恒容反应的速率常数kA=2.5´10-3s-1·mol-1·dm3,A(g
6、)的初始浓度cA,0=0.02mol·dm-3。此反应的级数n=(),反应物A的半衰期t1/2=()。3、在T、V恒定的条件下,反应A(g)+B(s)→D(s),t=0时,pA,0=800kPa;t1=30s时,pA,1=400kPa;t2=60s时,pA,2=200kPa;t3=90s时,pA,3=100kPa。此反应的半衰期t1/2=();反应的级数n=();反应的速率常数k=()。4、在一定的T、V下,反应A(g)→B(g)+D(g),当pA,0=100kPa时,反应的半衰期t1/2=25min;当A(g)气体的初始压力p
7、A,0=200kPa时,反应的半衰期t1/2=50min。此反应的级数n=(),反应的速率常数k=()。5、在一定温度下,液相反应A+2B→D的速率常数kA=42.5min-1,则cA从2.0mol·dm-3变到0.50mol·dm-3所需的时间为t1,从0.40mol·dm-3变化到0.10mol·dm-3所需的时间为t2,两者之比t2/t1=()。6、在一定T、V下,反应2A(g)→A2(g),A(g)反应掉3/4所需的时间t3/4是A(g)的半衰斯t1/2158的2.0倍,则此反应的级数n=()。7、温度为500K时,某理
8、想气体恒容反应的速率常数kc=20mol-1·dm3·s-1。若改用压力表示反应速率时,则此反应的速度常数kp=()。8、反应的机理为ABtcAcB则此反应的速率方程dcB/dt=()。9、反应的机理为ABD,反应开始时只有反应物A,经过时间t,A、B及D三种物