物理化学各章总结及习题解答（天津大学） 第八章_化学动力学

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1、化学动力学第八章化学动力学化学动力学研究各种反应的反应速率以及讨论温度、浓度、催化剂等因素对速率的影响，它以二个定律即质量作用定律和阿累尼乌斯定律为基础在建立了复合反应的动力学方程时常采用近似处理方法，稳定态法、平衡浓度法、控制步骤法。从理论上来计算反应速率有两个理论：碰撞理论和过渡状态理论。一、基本概念1.反应速率d1dn1dcBB定义：体积不变时rdtdtVdtBB注意：（1）当用r表示反应速率时，一定要除以物质B的化学计量数，且系统的体积应保持-1不变。（2）r恒为正值。

2、r的量纲是浓度•时间（3）r不仅与反应本性、反应条件有关，而且与物质采用的单位有关。与方程式的写法有关。（4）对于指定的反应，无论用何种反应物或产物表示反应速率r均相同。2.基元反应——质量作用定律基元反应的速率与各反应物的浓度以反应式中反应物的系数为指数幂的乘积成正比。A+B==G+DabrkccAB式中的指数项为反应级数。可为正数、负数、分数、零、是实验值。K为速率常数，除了浓度以外其它一切影响反应速率的因素都包含在K中。r1-n-1k单位：（浓度）时间ncB质量作用定律是动力学中最基本的定

3、律，它只适用于基元反应，对于复杂反应只能适用于各个基元步骤。二、速率方程1.方程式级速率方程特征数微分式积分式半衰期直线关k的单位系dcAcA,0cAktcAocA~t0rkmolm3s1dt2kdcAcA0ln2lncA~t1rkclnkt1AsdtckAdcA211112rkcAkt~t311dtcckccmolmsAA0A0AdcA3111113rkcAkt22~t321dt2c2c22kccmolmsAA

4、0A0A0dcAn11111nrkcAktn1n1~t31n1dtn1cn1cn1(n1)kcA0cmolmsAA0A083化学动力学2.速率方程的确定t1()12rlg1lgt1r()222（1）积分法：（尝试法）;（2）微分法；n;（3）半衰期法：n1cc1A02lglgcc2A01三、温度对速率的影响1.阿累尼乌斯公式RadlnkEaERTa微分形式：;指数形式：kAe;对数形式；lnklnA2dTRTRT2dlnk2.活

5、化能定义：ERTadT四、典型的复杂反应k1ABcc1.对行反应(正负皆为一级)k2lnA0Ae(kk)t12ccAAe2.平行反应k1Bcce(k1k2)tAAA0k2kcCc1A0[1e(k1k2)t]Bkk12kcc2A0[1e(k1k2)t]ckk12k1k23.连串反应(皆为一级)ABCcce(k1k2)tAA0kcc1A0[ek1tek2t]Bkk12cc(1k2ek1tk1ek2t)cA0kkkk2121习题11.7反应

6、CH3NNCH3（g）→C2H6（g）+N2（g）为一级反应，287℃时，一密闭器中CH3NNCH3（偶氮甲烷）原来的压力为21332Pa，1000S后总压力为22732Pa，求k及t1/2。解：CH3NNCH3（g）→C2H6（g）+N2（g）t=02133200t=1000s21332-Ppp22732=21332+pp=1400Pa2133251lnk1000k6.7310s2133214000.6934ts1.0210s156.7310284化学动力学-3-310-9

7、某一级反应A→产物的初速率（dcA/dt）为1×10mol·dm，1小时后速率为-3-3-10.25×10mol·dm.min。求k、t1/2和cA,0（初速率）0531531解：rkc110moldmminrkc0.2510moldmminA,0A0c0rA,0r0.251lnlnk60k0.0231minrcr1A0.693053t30minrkc0.0231c110c0.0433moldm1A,0A,0A,00.023122382

8、3523811.10现在的天然铀矿中U:U=139.0:1。已知U的蜕变反应的速率常数为-10235-1091.520×10/年，U的蜕变反应的速率常数为9.72×10/年。问在20亿年（20×10年）前，238235U：U=？解：ccek1tccek2tk1.5201010/年k9.721010/年11,022,012c1139.0c1,0e(k1k2)tc1,027:1c1cc22,02,011.16稀溶液的电导比例于离子浓度，因而产