物理化学教学课件 七动力学2-2.pptVIP

物质的浓度与时间的关系。随着反应的进行，反应物和产物都分别趋近于它们的平衡浓度； c t CB,e CA,e 例 下列对行反应 A === B k1 k-1 A的初始浓度为cA，0=18.23mol·dm-3，在25℃测得不同时刻B的浓度cB如下： t/min 0.00 21.0 36.0 50.0 65.0 80.0 100.0 ∞ cB/ mol·dm-3 0 2.41 3.76 4.96 6.10 7.08 8.11 13.28 试计算此反应的k1和k-1。 解：根据表列数据，当t→∞时，cB = cB,e ，所以 cB,e =13.28 mol·dm-3 cA，e = cA,0 – cB,e = ( 18.23-13.28 ) mol·dm-3 = 4.95 mol·dm-3 由于cA = cA,0 - cB，cA,e =cA,0 – cB,e ， 由此式可见，若以ln ( cB,e- cB )对 t 作图，可得一直线，直线斜 率即为 -（k1 + k-1），为此，可根据题给数据计算结果如下： t/min 0.00 21.0 36.0 50.0 65.0 80.0 100.0 (cB,e -cB)/mol·dm-3 13.28 10.87 9.52 8.32 7.18 6.20 5.17 ln(cB,e -cB) 2.59 2.39 2.25 2.12 1.97 1.82 1.64 作图，求得直线斜率为-9.88×10-3min-1 即k1 + k-1=9.88×10-3min-1 又因为 将两式联立，可解得 k1=7.18×10-3min-1 k-1=2.68×10-3min-1 2. 平行反应 Parallel reaction 一种或几种反应物同时进行几个不同的反应。一般将速率较快、产物生成较多的反应称为主反应，其他称为副反应。 A k1 k2 B C 积分速率方程： 或： 一级平行反应的特征： 即具有相同级数的平行反应，在反应的任一 时刻，各平行反应的产物浓度之比等于其反应 速率系数之比。 意义：① 求k1 , k2 ② 改变产物比例的途径：设法改变k1 、 k2的比值。 (1) (2) 在活化能的讨论中已指出，活化能越大的反应，其反应速率随温度变化越剧烈。因此对于活化能不同的平行反应，我们可以采用调节反应温度的方法，来改变k的比值，从而达到改变反应产物比例的目的。 如B是主产物，该反应的活化能E1大于副反应的活化能E2。 T↑，k1增大的幅度大于k2　，可提高B的产量。 例 已知某平行反应 的活化能Ea,1=120kJ·mol-1，Ea,2=80kJ·mol-1，指前因子 A1=1.00×1013s-1，A,2=1.00×1011s-1，试求： （1）T=900K；（2）T=1200K时反应产物中cB/cD之值。 假设B是所需要的主产物，为了获得更多的主产物，该平行反 应在哪个温度下进行更有利？ 解：根据阿累尼乌斯公式 k = Ae-Ea/RT T = 900K 时 T = 1200K 时 在T = 900K 时， cB /cD =0.477，而在T = 1200K 时， cB /cD = 1.81，由此例可见，升高温度对提高活化能大的反应的产物 比例有利。因此为了获得更多的B，该平行反应在高温下进行 更为有利。 由一组连续进行的反应组成，后一个反应的反应物即为前一个反应的产物 3. 连续反应 Consecutive reaction A B D k1 k2 一级连续反应： A B C t=0 cA,0 0 0 t=t cA cB cC cA+cB+cC=cA，0 cC= cA，0－ cA －cB 连续反应的c～t关系图 c t cA cD cB tm 如图所示。 随着反应时间的延长， 反应物 A 的浓度越来越小； 产物 D 的浓度越来越大； 中间物 B 的浓度先增加，在