典型复杂反应对峙ppt课件.ppt

第八章复杂反应动力学 8 1典型复杂反应 8 2近似处理方法 8 3复杂反应系统的唯象动力学 8 1典型复杂反应 一平行反应 二对峙反应 三连续反应 浓度 温度 1 二对峙反应 Opposingreaction 在讨论简单级数反应 平行反应时 没有考虑 逆向 反应 这只有当平衡常数无限大或在反应初始阶段时 才严格成立 在正 逆两个方向同时进行的反应称为对峙 行反应 俗称可逆反应 正 逆反应的级数可以相同 也可以不同 可以是基元反应 也可以是非基元反应 例如 1 1 1级对峙反应的动力学特征2 对峙反应的特点3 温度的影响 二对峙反应 仅考虑它们具有简单级数的情形 2 t 0a0t ta xx平衡时t tea xexe总包反应速率 净的向右速率 1 1 1级对峙反应的动力学特征 正 逆反应的级数皆为1 3 1 1 1级对峙反应的动力学特征 这样的积分式就是测定了不同时刻产物的浓度x 也无法把k1和k 1的值计算出来 4 Atequilibrium 1 1 1级对峙反应的动力学特征 测定了t时刻的产物浓度x 已知a和xe 就可分别求出k1和k 1 5 Discussion 推而广之 当各物质的分级数与其计量系数的绝对值一致时 若能从热力学得到K 与动力学方程联立 即可求得k k 1 atequilibrium 1 1 1级对峙反应的动力学特征 6 H2 Cl2 2HCl Cl2 M 2Cl MK1 k1 k 1Cl H2 HCl HK2 k2 k 2H Cl2 HCl ClK3 k3 k 32Cl M Cl2 MK4 k4 k 4 Atequilibrium 一般来说 对n个元反应组成的复合反应 1 1 1级对峙反应的动力学特征 7 1 1 1级对峙反应的动力学特征 K 2 若r 0 还原为一级反应动力学方程 t 0a0t ta xx平衡时t tea xexe xe a 8 3 Kineticcurve c t 1 1 1级对峙反应的动力学特征 对于其他类型的对峙反应 可用类似方法处理讨论 关键是利用平衡时正 逆反应速率相等 总包反应的速率为0 A B 9 1 净速率等于正 逆反应速率之差值 2 达到平衡时 反应净速率等于零 3 正 逆速率系数之比等于平衡常数K k1 k 1 4 在c t图上 达到平衡后 反应物和产物的浓度不再随时间而改变 2 对峙反应的特点 10 If Hm 0 T k K 升温对提高反应速率和平衡转化率均有利 If Hm 0 T k K Tm optimumreactiontemperature 理论计算和实验均表明 随反应的进行 转化率增加 Tm降低 atlowtemperatureT r athightemperatureT r r T Tm 3 温度的影响 11 例 CO g H2O g CO2 g H2 g Hm 41 16kJ mol 1 y x cA 060 70 80 90 Tm 662577492394 r T y1 y2 y3 摘自 物理化学 下册 天津大学编 3 温度的影响 12 273K 1atm下将HI气体封于反应管内 加热到683K下进行分解 得到HI的分解浓度x与时间t的关系 求该二级分解反应速率常数k2 二对峙反应例 自学 13 解 HI的初始浓度 HI气的平衡分解量 xe x 9 38mmol L 0 21a即HI的分解不能彻底 是一个对峙反应 t ta x x x 14 代入速率公式