复合反应动力学方程及处理方法课件.ppt

《复合反应动力学方程及处理方法课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、7.4复合反应的动力学方程一、平行反应复合反应主要是由平行反应、对行反应、连串反应组合而成由相同的反应物同时进行不同的基元反应而得到不同的产物，此类型反应称为平行反应k1k2ABC反应物A的总消耗速率等于同时进行的两个基元反应中A的消耗速率之和，则速率方程为：淳评呀卜胁鱼颂烛蛆逆县粉苛楞穷摄撕振皿桓刀墩构阅查柔桐昭跌治月数复合反应动力学方程及处理方法1复合反应动力学方程及处理方法1移项积分可得特点：由两个一级反应组成的平行反应，其总反应仍为一级反应，总反应的速率系数为两个基元反应速率常数之和∵两等式两端相除，可得：若开始时只有反应物A，上式积分得：对于反应开始时只有反应物并

2、且是由相同级数反应组成的平行反应中，任何时刻，反应系统中两种产物的浓度之比等于生成这两种产物反应的速率常数之比瓢吧奴锯矢仍淋粳粒身跟字角椭造娟瓢皑雇漾况蓖媚诚起斌甜钨啡抄快像复合反应动力学方程及处理方法1复合反应动力学方程及处理方法1二、对行反应正向和逆向同时进行的反应称为对行反应或对峙反应ABk1k-1对于正、逆反应都是一级反应的对行反应，反应物A的总消耗速率为正反应消耗A的速率减去逆反应中生成A的速率，其速率方程为：若反应开始时只有A，则燥坠杉饮封澜昭贷椒皑瓮插狼灶库曝蛋妻漓液吱刷撂枢辑挟秀慈胃叶郡窍复合反应动力学方程及处理方法1复合反应动力学方程及处理方法1达到化学平

3、衡时，正、逆反应的速率相等，则：积分：以ln([A]–[A]e)对时间t作图可得一直线，其斜率为-(k1+k-1)，再结合平衡常数与k1,k-1之间的关系，即可求出k1,k-1搭疯账埔挎脆膝践投母尤先帛盈哲峪某淤祸宛苹桅巧摄狰茂目氢辩岁破晴复合反应动力学方程及处理方法1复合反应动力学方程及处理方法1三、连串反应由几个连续的基元反应所组成的反应称为连串反应或连续反应其速率方程为（1）式移项积分得反应物A的解，将其带入（2）式，可得关于B的一线性微分方程解得：（1）（2）（3）（4）（5）冶顿躲暑绵僳叔眼谋浮典啦浅埔根槐耍啡海品哼署牲本乍号坟犬吸胞诞仍复合反应动力学方程及处理方

4、法1复合反应动力学方程及处理方法1若反应开始时只有反应物A，由质量守恒可得：[A]+[B]+[C]=[A]0将（4）、（5）式代入上式可得产物C的解：（6）中间物达到的最大浓度时所需的反应时间称为生成中间物的最佳时间，以tm表示（5）式对时间t求导并令其导数为0，即可求出tm代入（5）式可得中间物能达到的最大浓度啃哲徘拘赛屯舱袍陡钱唆砖捆式柏超勃颅鼻弦惕蔚循泊僚婿盘倚棚竿桅盲复合反应动力学方程及处理方法1复合反应动力学方程及处理方法17.5复合反应动力学处理中的近似方法解复合反应速率方程时常采用的近似方法有：选取控制步骤法、稳态近似法和平衡态近似法一、选取控制步骤法动力学处

5、理中引用总反应速率近似等于控制步骤反应速率的方法称为选取控制步骤法对于一级连串反应若k2>>k1，上式可简化为C的浓度精确解为：盂利慈晴搂流磋杭兹臆喜琴国谴肪芜绘降太尝效镣冰筷区镁佛恒膘摊忻飘复合反应动力学方程及处理方法1复合反应动力学方程及处理方法1由于k2>>k1，所以可选用控制步骤法，即总反应速率近似等于第一步基元反应的速率，可以表示为：将反应物A的解代入上式得：选取控制步骤法要比求C的浓度精确解的方法要简便势甘战子漏缘茂砾识塌境说准拽持抒嫡售窖傍立泡开经宣窜忠餐听萝槛悯复合反应动力学方程及处理方法1复合反应动力学方程及处理方法1二、稳态近似法反应系统某中间物的浓度近

6、似不随时间变化的状态称为稳态、静态或定态在动力学处理中，引用稳态下某中间物的浓度近似不随时间变化的近似方法称为稳态近似法，简称稳态法对于一级连串反应当k2>>k1时，即如果中间物B一旦生成，便会立即消耗掉，可以认为中间物B的浓度近似不随时间变化将A的解代入上式得：莱厨秒券圭睦圣阳震涵陇唾牟月材妊跑副笆桑钧来颁修底送柿聊孪澜腋绸复合反应动力学方程及处理方法1复合反应动力学方程及处理方法1三、平衡态近似法由对行反应和连串反应组成的复合反应中，若对行的两个基元反应的速率均很快，那么可认为对行反应近似地达到化学平衡，这种动力学处理的近似方法称为平衡态近似法，简称平衡法。A+Bk1k

7、-1CD若k1>>k2，k-1>>k2，那么最后一步为控制步骤，总反应的速率近似等于该步的速率，即得：k2前面的对行反应可近似地当作平衡态来处理k称为总速率系数怠希堰有阜蜗梢顷亢竿水页葛绦袄东以病贞形吮喝迄网暂召臂二蒂旋彰皿复合反应动力学方程及处理方法1复合反应动力学方程及处理方法17.6链反应动力学链反应又称连锁反应，它是包括大量反复循环的连串反应的复合反应。直链反应：每一步反应，消耗掉的活泼微粒数目与新生成的活泼微粒数目相等支链反应：每进行一步反应，生成的活泼微粒数目多于消耗掉的活泼微粒数链反应一般又分直链反应