《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）11章 化学动力学基础（一）习题课

餐山东理工大窖C化学化工学院RSHANDONG UNIVERSITY OFTECHNOLOGY(一)动力学基础习题课福ST主讲老师：联系方式：

1 动力学基础（一） 习题课 主讲老师： 联系方式：

山东理工大客概念和公式SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY一、反应速率表达式：aA→bBdcBd dnbr / mol ·dm-3 . s-1VdtVpVdtVgdtdca = k.c"k / moll-n . dm3(n-1)r=adt对于(理想气体)气相反应p=cRTdpa=k,pr'/ Pa.s-l =adtk = k(RT)l-n注意：单位换算2

2 2 （一）概念和公式 一、反应速率表达式：aA → bB v dt dc v Vdt dn Vdt d r mol dm s B B B B   = = = −3 −1  / n p A A k p adt dp r Pa s = − = −1 '/ 对于(理想气体)气相反应 p=cRT n k p kc RT − = 1 ( ) 1 3( 1) 1 / − − − k mol dm s n n n c A A k c adt dc r = − = 注意：单位换算

山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY简单级数反应1. 一级反应 k/s-1kdxln 2a= k(a-x)A→Bln= ktt/2dtk?a-x2. 二级反应 k/mol-1.dm3.s-1k11dx71/2= k(a-2x)21/22A→x= kt一11/22akdtaa-xkdxb(a-x)=k(a-x)(b-x)= ktA+B→xIndta-ba(b-x)1

3 - 2 - 二、 简单级数反应 k kt t a x a k a x dt dx A B k ln 2 ( ) ln = 1/ 2 = − → = − 1. 一级反应 k/s-1 2. 二级反应 k/ mol-1·dm3· s-1 ak kt t a x a k a x dt dx A x k 2 1 1 1/2 1 2 ( 2 ) 1/2 1/ 2 2 − = = − → = − kt a b x b a x a b k a x b x dt dx A B x k = − − − + → = − − ( ) ( ) ln 1 ( )( )

山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY3.零级反应k/mol.dm-3.s-1kdxaA→B=kx = ktt/22kdt钻k/mol2.dm°.s-14.三级反应131dx2kt=t/2k(a2o0dt2ka(a-x)25.n级反应k/moll-n.dm3(n-1).s-1常数11dx=k(α-x)a"-1 =(n-1)ktt1/2 =ka"-1(a-x)"-Idta3-

4 - 3 - 3. 零级反应 k/mol·dm-3·s -1 k a k x kt t dt dx A B k 2 → = = 1/ 2 = 4. 三 级反应 k/mol-2·dm6·s-1 2 2 1/ 2 2 3 2 3 2 1 ( ) 1 ( ) ka kt t a x a k a x dt dx − = = − = − 5. n 级反应 k/mol1-n·dm3(n-1)·s-1 1 1 1/ 2 1 ( 1) 1 ( ) 1 ( ) − − − − = − = − = − n n n n ka n kt t a x a k a x dt dx 常数

山东理工大享SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY三、反应级数的测定1积分法：尝试法作图法理2 t1/2=K'cl-n半衰期法In(t1/2 / t1/2 )n=1.In(co / co')ln(r / r2)2微分法：n=ln(C / c2)3孤立法（过量浓度法、降级法）4

5 - 4 - 三、反应级数的测定 1 积分法：尝试法 作图法 半衰期法 t1/2=K’c0 1-n 2 微分法： 3 孤立法（过量浓度法、降级法） ln( / ') ln( / ') 1 0 0 1/ 2 1/ 2 c c t t n = − ln( / ) ln( / ) 1 2 1 2 c c r r n =

山东理工大享SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY四、阿累尼乌斯公式Ed lnk0RT2dT理A+常数lnkRTEk(T2)aInRTTk(T)k = Ae-Ea/ RT5

6 - 5 - 四、阿累尼乌斯公式 2 ln RT E dT d k a = = − +常数 RT E k a ln       = − 1 1 2 2 1 1 ( ) ( ) ln R T T E k T k T a Ea RT k Ae− / =

山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY五、典型复合反应k+1.对峙反应：B设起始浓度分别为a,bAk.dx= k.(α-x) -k_(b +x)速率公式：dtXe=(k +k.)tlnxe-xb+xek+=浓度特征：一.Kk.a-xA.U温度影响：d ln KE.-EmRT?RT2dT

7 - 6 - 五、典型复合反应 1. 对峙反应： 设起始浓度分别为a, b 速率公式： 浓度特征： 温度影响： k (a x) k (b x) dt dx = + − − − + e e c a x b x K k k − + = = − + k k t x x x e e ln ( ) = + + − − 2 2 ln RT E E RT U dT d Kc r m + − − =  =  k+ k- A B

山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2.平行反应（竞争反应）kiy平行一级反应速率公式：Akz1dx其中x=y+z=(k, +k)(a-x)dtaIn=(k, +kz)ta-xkiln 2yt//2浓度特征：k2(ki +k2)Zk,E, +k,E,E.=表观活化能：k, +k21

8 - 7 - 2. 平行反应（竞争反应） k k a x x y z dt dx = ( 1 + 2 )( − ) 其中 = + k k t a x a ln ( ) = 1 + 2 − 平行一级反应速率公式：A 浓度特征： 表观活化能： ( ) ln 2 1 2 1/ 2 k k t + = 2 1 k k z y = 1 2 1 1 2 2 k k k E k E Ea + + = y z k1 k2

山东理工大享SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYkyX平行二级反应速率公式：Akzzdx= (k, + k, )(a - x)2理工dt其中x=y+z(ki +k,)t-aa-x1kiJ浓度特征：t1/2 = 7a(k + k2)k2ZLAN

9 - 8 - 平行二级反应速率公式： 2 1 2 (k k )(a x) dt dx = + − k k t a x a ( ) 1 1 − = 1 + 2 − 其中x = y + z ( ) 1 1 2 1/ 2 a k k t + 浓度特征： = 2 1 k k z y = y z k1 k2 A

山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYkjk23.连续反应：A→B→>Cd[B]中间产物的速率公式：k,[A]-k,[B]dtk,a-ktkat有极大值浓度特征:[B]=-eOkz -kjIn(k, / k,)B,maxkj - k2当ki <kz 时，[B]= kjae-kiki反应简化为：A→B-9 -

10 - 9 - 3. 连续反应： 中间产物的速率公式： 浓度特征： A B C k k 1 2 → → [ ] [ ] [ ] k1 A k2 B dt d B = − ( ) k t k t e e k k k a B 1 2 2 1 1 [ ] − − − − = 有极大值 1 2 1 2 ,max ln( / ) k k k k tB − = 当k1 <<k2 时， k t B k ae 1 1 [ ] − = 反应简化为： A B k1 →