第三章 化学反应速度.ppt

3.半衰期 （half-life，t1/2 ）： 反应物反应掉一半所需要的时间。 公式推导：当时间0→ t1/2 ，c0 → c0/2 注意： t1/2 与起始浓度C0无关。 第三十页，共六十七页，2022年，8月28日 例：反应2N2O5 (g)→4NO2(g) + O2(g)服从速率方程式v = k c(N2O5)。设某温度时 k = l.68×10-2s-1，如在一个5.00L的容器中放入2.50molN2O5，在该温度下反应进行1.00min，问N2O5的剩余量及O2的生成量各为多少? 第三十一页，共六十七页，2022年，8月28日 例：某药物的初始含量为5.0g·L-1，在室温下 放置20个月之后，含量降为4.2 g·L-1，药物 分解30％即谓失效。若此药物分解时为一级反应，问： (1)药物的有效期为几个月? (2)半衰期是多少? 第三十二页，共六十七页，2022年，8月28日 二级反应(second order reaction) 反应速率方程中，浓度项的指数和等于2 的反应称为二级反应。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。 例如基元反应: 第三十三页，共六十七页，2022年，8月28日 二级反应动力学及特征 反应 2 A → P ，速率方程: r = k CA2 微分方程 积分方程 第三十四页，共六十七页，2022年，8月28日 2、1 / [A] --- t 作图为一直线，直线的斜率为速率系数 k ，截距的倒数为 1、速率系数k的量纲为[浓度]-1[时间]-1 dm3 mol-1 s-1 ；(kPa s) -1。 单位和线性关系： 第三十五页，共六十七页，2022年，8月28日 可见，(单纯)二级反应的半衰期与反应物的初始浓度成反比。初浓度越高，消耗掉一半反应物所用时间越短，消耗掉初始反应物量一半所用时间为再消耗掉余下的一半所用时间的1/2。 3、 半衰期： = 1：3：7。 [A]=[A]0 / 2 第三十六页，共六十七页，2022年，8月28日 零级反应 练习推导过程： 写出C与t 之间的关系和t1/2的表达式 第三十七页，共六十七页，2022年，8月28日 具有简单级数的反应及其特点 反应级数 一级反应 二级反应 零级反应 基本方程式 ln(c０/ c)= k t c０-c = k t 直线关系 lnc对t 1/c对t c对t 斜率 －k k －k 半衰期(t1/2) 0.693/ k 1/ k c０ c０/2 k k的量纲 [浓度]1-n? [时间]-1 [时间]-1 [浓度]-1? [时间]-1 [浓度] ?[时间]-1 第三十八页，共六十七页，2022年，8月28日 作图法：lg c ~t作图为一直线：一级反应； 根据给出的k的量纲判定 [浓度]1-n?[时间]-1 根据t1/2 判定： t1/2 与c 0无关：一级反应； 由实验数据假设反应aA+bB→ product 的 v = k c x(A) c y(B)； 确定c (A)不变， 由该式求y；同理求x。反应级数n = x + y 反应级数确定的几种方法小结 第三十九页，共六十七页，2022年，8月28日 序号 起始浓度(mol?L-1) 反应速率v mol?L-1?min-1 A B 1 1.0?10-2 5.0?10-4 2.5?10-7 2 1.0?10-2 1.0?10-3 5.0?10-7 3 1.0?10-2 1.5?10-3 7.5?10-7 4 2.0?10-2 5.0?10-4 1.0?10-6 例如： 第四十页，共六十七页，2022年，8月28日 说明：速率方程式必须以实验为依据确定；反应是否基元反应，也必须以实验为依据确定。 第四十一页，共六十七页，2022年，8月28日 例1、H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) v = k (H2)(Cl2)1/2 （链式反应机理） 对H2：1级反应，对Cl2：1/2级反应， 反应为3/2级反应。 例2、2 Na(s) + 2 H2O (l) = 2 NaOH (aq) + H2 (g) v = k 0级反应——反应速率与反应物浓度无关。 第四十二页，共六十七页，2022年，8月28日 温度对化学反应速率的影响 例： R.T.几乎看不到反应. 定性描述：T? , k ? , v?