《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）§11.4 具有简单级数的反应

811.4具有简单级数的反应一级反应二级反应三级反应零级反应和准级反应反应级数的测定法

§11.4 具有简单级数的反应 一级反应 二级反应 三级反应 零级反应和准级反应 反应级数的测定法

$ 11.4具有简单级数的反应“简单级数反应”：r=k[A]α[B]β..1A、B...只是反应物2无论是α、β...或n都是0或正整数。一级反应二级反应零级反应和三级反应简单反应都是简单级数反应，但是简单级数反应不一定是简单反应，例如：H, + I →2HIr = k[H2][|2]简单反应：只有一种基元反应组成的总反应

“简单级数反应” ：r=k[A][B] 简单反应都是简单级数反应，但是简单级数反应 不一定是简单反应，例如： H2 + I2 → 2HI r = k[H2 ][I2 ] 一级反应 二级反应 零级反应和三级反应 简单反应：只有一种基元反应组成的总反应 §11.4 具有简单级数的反应 1 A、B 只是反应物 2 无论是、或n都是0或正整数

S11.4具有简单级数的反应一级反应反应速率只与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。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

一级反应 反应速率只与反应物浓度的一次方成正比的反 应称为一级反应。 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。 §11.4 具有简单级数的反应

$ 11.4具有简单级数的反应一级反应2262229 Ra]He-r=kla8886CHCOOHCHCOOHCHCOOHHOOCCHN,Osr =k[N,Os]>N.O+2

CHCOOH CHCOOH HOOCCH CHCOOH 226 222 4 226 88 86 2 88 Ra Ra He [ Ra] ⎯⎯→ + = r k 2 5 2 4 2 2 5 1 N O N O O [N O ] 2 ⎯⎯→ + =r k 一级反应 §11.4 具有简单级数的反应

811.4具有简单级数的反应一级反应A>P设有某一级反应：0t=0=aCA,0t=txCa =a-x速率方程的微分式为：dcdCp=k,CAVdtdtdx或= k,(a-x)dt

A t t c a x x = = − 或 1 d ( ) d x r k a x t = = − 设有某一级反应： A P ⎯⎯⎯→ A,0 0 0 t c a = = A P 1 A d d d d c c r k c t t = − = = 速率方程的微分式为： §11.4 具有简单级数的反应 一级反应

$ 11.4.具有简单级数的反应一级反应不定积分式dca=[ kdt-lnca =kt+常数dx-ln(a-x)=kt+常数I kidt_=(a-x)呈线性关系In(a-x) t

不定积分式 A 1 A d d c k t c − =   1 −ln cA = + k t 常数 d ( ) x a x = −  k t 1d  − − ln( ) a x 1 = + k t 常数 ln( ) a x t − 呈线性关系 §11.4 具有简单级数的反应 一级反应

$ 11.4具有简单级数的反应一级反应dcA=CAA['k,dt=k,tIn定积分式JCA,0CVCAdxa或(a-x) =J'kdtln=k,t0a-x(a-x) =ae-kt将上式改写为(a-x)→0t>8说明一级反应需无限长的时间才能完成

定积分式 A A,0 A A,0 1 1 0 A A d d ln c t c c c k t k t c c − = =   或 1 1 0 0 d d ln ( ) x t x a k t k t a x a x = = − −  ( ) 1 k t a x a − 将上式改写为 − = t →  (a x − →) 0 说明一级反应需无限长的时间才能完成 1 e a x k t a− − ( ) = 1 k t a x a − − = §11.4 具有简单级数的反应 一级反应

811.4具有简单级数的反应一级反应XxInV=a半衰期ti/z:当反应物浓度由C到1/2c时所需时间In 2CoCo / 2k,ki

1 ln 2 k = 半衰期t1/2 : 当反应物浓度由c0到1/2c0 时所需时间 / 2 ln 1 0 0 1 1/ 2 c c k t = x y a 令: = 1 1 ln 1 k t y = − §11.4 具有简单级数的反应 一级反应

811.4具有简单级数的反应一级反应的特点1，速率常数k的单位为时间的负一次方，时间t可以是秒(s)，分(min)，小时(h)，天(d)和年(a)等。2.半衰期t/2是一个与反应物起始浓度无关的常数ti/2 = ln2 / k3. ln(a一x)与时间 t 呈线性关系。引伸的特点所有分数衰期都是与起始物浓度无关的常数。(1)t1/2 : t3/4 : t>/8 = 1: 2 : 3(2)(3)可以用其他物理量替代浓度来计算速率系数

一级反应的特点 1. 速率常数 k 的单位为时间的负一次方，时间t 可 以是秒(s)，分(min)，小时(h)，天(d)和年(a)等。 2. 半衰期 t1/ 2 是一个与反应物起始浓度无关的常数 1/ 2 1 t k = ln 2 / 3. ln( ) a x − 与 时间 t 呈线性关系。 引 (1) 所有分数衰期都是与起始物浓度无关的常数。 伸 的 特 点 (2) 1/ 2 3/ 4 7 /8 t t t : : 1: 2 : 3 = §11.4 具有简单级数的反应 (3)可以用其他物理量替代浓度来计算速率系数

811.4具有简单级数的反应例：某反应A+B一C，对A为一级反应，对于B为零级在反应过1h后，A已消耗了75%，当反应时间为2h时，A还有多少没反应？解题思路：剩余A的百分数（1-y）解：对一级反应k.t1-yt=1h时In4 h--0.751In4t=2h时21-N

例：某反应A+B→C，对A为一级反应，对于B为零级在 反应过1h后，A已消耗了75%，当反应时间为2h时， A还有多少没反应？ 1 1 ln 1 k t y = − 解：对一级反应 解题思路： 剩余A的百分数（1-y） 1 1 ln 1 k t y = − 1 1 ln4 1 0.75 1 ln 1 − = − = h t k 1 1 ln 4 ln 2 1 y = − t=1h时 t=2h时 §11.4 具有简单级数的反应