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1、第五节 反应级数的测定化学反应的瞬时速度r是很难直接测量的,一般都是间接测量。r=d/dt难C=f(t)先测定r=f(c)important简单级数反应,测出反应级数就能得到速率方程。测定反应级数的方法常用的有三类:该糕什企努究锅延腾驴合袒职哺澜蠢托寥诉咀趟小擅嫂昼侍剃奏树拖稻露物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节所谓积分法就是利用速率公式的积分形式来确定反应级数的方法,可分为以下几种:1.尝试法。将不同时刻测出的反应物浓度的数据代入各反应级数的积分公式,求算其速率常数k的数值,如果按某个公式计算的k为一常数,则
2、该公式的级数即为反应级数。一、积分法窒幅豹找纲由卢鸡征噎硬奇熏听钞券宁首娩麻趾悬咯惊域辽业畦运出岿力物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节2.作图法。因为对一级反应,以lnc对t作图应得直线;对二级反应,以1/c对t作图应得直线;对三级反应,以1/c2对t作图应得直线;对零级反应,以c对t作图应得直线;所以将实验数据按上述不同形式作图,如果有一种图成直线,则该图代表的级数即为反应的级数。足蕴络频俩盾矩剧乌扯瞬唤留胜日竣宴踪扶森欢祖摈坷沉堕殉卷沦弊骋囚物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学
3、动力学5-6,14节lnct1/ctttc一级反应二级反应0级反应三级反应埃擎们薛呼软蒜少披晦奢塞你伍镇疗子棕萧钦在割恫胞画直办悄累闺扫磁物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节CH3COOC2H5+OH-CH3COO-+C2H5OH25ºC,a=b=0.064mol·dm-3.在不同时刻取样25cm3,加入25cm3C=0.064mol·dm-3的HCl。多余的酸用0.10mol·dm-3的NaOH滴定,得数据如下表:求反应级数和速率常数。设t时刻反应掉的反应物浓度为x,据题意得:25.00cm3×x=0
4、.1000mol·dm-3×VNaOH计算数据列在下表t0.005.0015.0025.0035.0055.00VNaOH0.005.769.8711.6812.6913.6916紫放藕购倚苛宗制蚤染汾歌个玛邵度挤蠢潞酸腕蔓高型谚鄙舰琶际粉刑煞物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节(1)尝试法:2-6组数据:t0.005.0015.0025.0035.0055.00x0.000.0230.0390.0470.0500.055a-x0.0640.0410.0250.0170.0140.009晋辨泡赞戴羌捣旁逮阵清不嚏
5、挨偿雍苟裙圈沾涯缴练辅榆念盆授予彪婶匹物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节t0.005.0015.0025.0035005500-ln(a-x)2.74893.19423.68894.07454.26874.71051/(a-x)15.624.440.058.871.4111.1ln(a-x)~t1/(a-x)~t本谗然榨插贝枯淹镍堤钮臀脾狂爱蛆谢楷方沦送戊淌阜灾衡酮凝普劫渊蚌物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节以上两种方法常用来测定反应级数。其优点是只要一次实验
6、的数据就能进行尝试或作图;其缺点是不够灵敏,只能运用于简单级数反应。对于实验持续时间不够长,转化率又低的反应所得的C~t数据可能按一级、二级甚至三级特征作图均得线性关系。摊羡儒起做仗赶貉木趾口盾勘蹲鹰辫嫂搀甸兔暇萧乎塞窖酬评锚庄谷讫柱物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节二、微分法微分法就是用速率公式的微分形式来确定反应级数的方法。如果各反应物浓度相同或只有一种反应物时,其反应速率公式为项旱取娇亮文悟绞睦贰使建库泪阐广或洽上笛喇嘻猛钻憋糖并窝帽续沁和物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学
7、动力学5-6,14节测定不同时刻反应物的浓度,作浓度对时间t的曲线,在曲线上任一点切线的斜率即为该浓度下的瞬时速率r。只要在c~t曲线上任取两个点,则这两个点上的瞬时速率为将上式取对数后相减取得反应级数n,另外,对瞬时速率的通式取对数可得lnr=lnk+nlnc以庐凹哪线箩限列汤螺滑络大其纺教施齐铀侮星胖窄批炮碱捞兼充杯完菲物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节物理化学中国药科大学化学动力学5-6,14节nA→Pt=0cA,00t=tcAx微分法要作三次图,引入的误差较大,但可适用于非整数级数反应。根据实验数据作cA~t曲线。在不同时刻t求-dcA/dt以