《物理化学教学课件》 物化07-04.pptVIP

例：蔗糖(A)转化为葡萄糖与果糖的反应为 解: (3) 今有浓度为0.200mol.dm-3的蔗糖溶液，于上述条件下，在一有效容积为2dm3的反应器中进行反应，试求(1)反应的初速率是多少？(2) 20min后可得多少葡萄糖和果糖？(3)20min蔗糖的转化率是多少？ 当催化剂HCl的浓度为0.1mol.dm-3,温度为48oC时，由实验测得其速率方程为 例：50℃时，A 物质在溶剂中进行分解反应。实验测得1dm3中反应掉的A的物质的量随时间的变化率与其浓度成正比，初速率 ，一小时后速率 。试求：(1) 反应速度系数 kA；(2) A的半衰期 t1/2 ；(3) A的初始浓度cA0 。 解：(1) ∴ 反应为一级。 例：50℃时，A 物质在溶剂中进行分解反应。实验测得1dm3中反应掉的A的物质的量随时间的变化率与其浓度成正比，初速率 ，1 小时后速率 。试求：(1) 反应速度系数 kA；(2) A的半衰期 t1/2 ；(3) A的初始浓度cA0 。 解：(2) (3) 对于反应 ， (1) 若cA0时半衰期为t1/2，c’A0=2cA0时，t’1/2=2t1/2，则a = ？ (2) 若由cA0反应掉cA0/2需10 min，反应掉3cA0/4需20 min，则a = ？ (3)若由cA0反应掉cA0/2需10 min，反应掉3cA0/4需15 min，则a = ？ 半衰期与初始浓度成正比，故为零级反应 t1/2与cA0无关，故为一级反应 t1/2与cA0成正比，故为零级反应 7-4 反应速率方程的积分形式 简单级数的反应 对峙反应 连串反应 平行反应 间歇式反应器 连续式全混反应器 与反应器形式无关 （V 恒定） t=0 cA0 t cA t 1/2 间歇式反应器 已消耗浓度 零级反应(n=0)： 以反应物浓度 对时间t 作图是一条直线，表明速率与浓度无关，直线的斜率的负值即为 具有浓度 ? 时间–1的量纲 半衰期与初始浓度成正比，与速率系数成反比 反应的特征： 2NH3 N2+3H2 W催化剂 零级反应(n=0)： 常见的零级反应有表面催化反应和酶催化反应，这时反应物总是过量的，反应速率决定于固体催化剂的有效表面活性位或酶的浓度。 Cl2的浓度与时间的关系 零级反应(n=0)： 例：超声波下，水与四氯化碳反应。 一级反应(n=1) ： 对t 作图是一条直线，斜率的负值即 具有时间?1的量纲，表达为t?1。一级反应速率系数的值与浓度单位无关。 半衰期与 成反比，与 无关。 一级反应(n=1) ： 一级反应(n=1) ： 常见的一级反应有放射性元素的蜕变、分子重排、五氧化二氮的分解等。 叔丁基溴在丙酮和水的混合溶剂（含水10％）中水解生成叔丁醇的动力学实验结果 二级反应(n=2)： a=b，cA0= cB0 a/b = cA0/ cB0 二级反应(n=2)： 对于C: 分五种情况 具有浓度?1·时间?1的量纲，表达为L3N?1T?1。 半衰期与 和 的乘积成反比。 反应的特征： 对 t 作图是一条直线，斜率即 。 常见的二级反应有乙烯、丙烯的二聚作用，乙酸乙酯的皂化，碘化氢的热分解反应等。 二级反应(n=2)： 二级反应（A）的特征 a=b，cA0 ≠ cB0 二级反应(n=2)： 具有浓度?1·时间?1的量纲，表达为L3N?1T?1。 反应的特征： a≠b，cA0/cB0≠a/b 二级反应(n=2)： 二级反应(n=2)小结：分为两大类 (1) 速率只与一个反应物浓度有关或两个反应物初始浓度之比等于化学计量系数之比 (2) 两个反应物初始浓度之比不等于化学计量系数之比 了解一下：n=2的两种积分式的联系 cA0 ≠ cB0 cA0 = cB0 n级反应： 具有浓度(1-n)·时间?1的量纲 反应的特征： 半衰期与 和 的n-1次方乘积成反比。 n=1的情况可以由n≠1的情况，令n?1得到 当n→1，exp[(1-n)a] ~ 1