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化学动力学化学动力学 1 在恒容的条件下 反应Fef 其反应速率可用任何一种反应物或生成 物的浓度随时间的变化率来表示 它们间的关系是 ABEab ABE ddd ddd cccfff atbtett F d d c 2O 2 反应 2 3O 的速率方程式为 3 3 32 21 OO kcc d d O c t 或者 2 32 21 OO c d d O c k c t 速率常数 k和k 的关系是 3k 2k 3 某反应其速率常数 31 mol 21 2 31 10 sdmk 又初始浓度为1 0mol L 则其反应 的半衰期为 43 29s 4 某化学反应其反应物消耗 3 4 所需的时间是它消耗掉 1 2 所需时间的 2 倍 则反应的级 数为 1 级 5 某反应其速率常数 1 0 107mink 则反应物浓度从 1 0mol L变到 0 7mol L和浓度 从 0 01mol L变到 0 007mol L所需时间的比值 1 6 某化学反应中其反应物反应掉 7 8 所需的时间是它反应掉 3 4 所需的时间的 1 5 倍 则 其反应级数为 1 级 7 某反应 其速率常数 31 mol 51 5 0 10 sdmk 若浓度单位改为mol cm3 时间单 位改为 1min 则k的值为 3 9 反应 2 OCl g 实验测得其速率方程式为 2 CO g Cl g C 2 2 d d n COCl k ClCO t 当温度及CO浓度维持不变而使Cl2浓度增至 3 倍时 反应 速度加快到原来的 5 2 倍 则相应于Cl2的 值是 1 5 10 某反应的速率常数 21 4 62 10mink 若其反应物的初始浓度为 0 1mol L 则反应 的半衰期 12 t为 15min 11 放射性 Pb201的半衰期为 8h 1g 放射性 Pb201在 24h 后还剩下 1 8 g 12 反应AB 当实验测得反应物A的浓度cA与时间t呈现性关系时 则反应为 零级反 应 14 在基元反应中 反应级数与反应分子数 不一定总相一致 16 基元反应在起始时A和B的浓度分别为a和 2a mol L 而D为零 则该A B2D 反应各物浓度随时间变化的示意曲线是图 1 中的 3 18 已知基元反应 t 0 时 0 D c2AB D 0 AB cac 则各物随时间的变 化曲线示意图为图 2 中的 2 20 下面四个反应中活化能为零的是 4 21 22 1 A B2AB 2 ABCB ii AC 22 3 A M2AM 4 AAMA M iii 22 对于任意给定的化学反应 则在动力学研究中表明了 A B2D 反应物与产物 分子间的计量关系 23 反应 且知反应 I 的活化能 E1大于反应 II 的活化能 E2 延长反应时间 将不改变获得的B和D的比例 C 2a a 0 t B A D 3 C 2a a 0 t B A D 2 C 2a a 0 B A D t 1 B A D C 2a a 0 t 4 图 1 I B D A II C a 0 t A B 或 D 1 A C a 0 t B 或 D 2 图 2 C a 0 t A B 或 D 3 C a 0 t A B 或 D 4 24 若某反应的活化能为 80kJ mol 则反应温度由 20 增加到 30 时 其反应速率常 数约为原来的 3 倍 25 反应 若知 13 EE 为利于产物 D 的生成 1 A B D 产物 3 G 原则上应该 升高温度 26 反应 已知 23 EE 则各物浓度和时间的关系的示意图 3 中的 3 A B D C t 1 A B D C t 2 A B D C t 3 A B D C t 4 11 26 28 对峙反应B 当 t 0 时 A 0 0 0 AB cac 当达到平衡时 1 3 eA e ttca 则各物浓度和时间的关系示意图 4 中的 3 30 二级反应2AB 当 A 的初始浓度为 0 200mol L 时 半衰期为 40s 则该反应的 速率常数是 131 mol 1 sdm 8 33 某反应的反应热100kJ molH 则其活化能 或 100kJ mol 34 平行反应 1 和 2 的频率因子分别为 1013s 1和 1011s 1 其活化能分别为 120kJ mol和 80kJ mol 则当反应在 1000K进行时 两个反应速率常数k1和k2的关系是 k1 分解 38 氢和氧的反应发展为爆炸是因为 生成双自由基形成支链 42 已知某复杂反应的反应历程为2 J k 1 1 ABB D k k 则 B 的浓度随时间 的变化率 d d B t 是 211 DBkBkAk 45 对H2和O2的爆炸反应的研究表明存在压力的爆炸下限 这是由于 链传递物与器 壁碰撞而销毁 46 对于热爆炸反应 其起始的反应速率 中间反应速率和终止反应速率之间的关系是 终止反应速率 起始的反应速率 中间反应速率 CH CHOC 47 反应 4 H CO其活化能为 190kJ mol 当加入催化剂碘蒸气后 活化 能将为 136kJ mol 若加入催化剂后反应的频率因子不变 则在 500 时加入催化剂 后反应速率增大 3 4 46 103 倍 48 根据范特霍夫经验规则 一般化学反应温度每上升 10 其反应速率约增大为原来的 2 4 倍 对于在 298K 指室温 左右服从此规则的化学反应 其活化能的范围越为 52 88 105 8kJ mol 49 反应速率常数随温度变化的阿仑尼乌斯 Aeehenius 经验公式适用于 基元反应和 大部分非纪元反应 50 在气固催化反应的研究中 若反应速率为表面反应所控制 而产物吸附很弱 则在 反应气体压力很高时 该催化反应表现为 一级反应 51 气体反应的碰撞理论的要点是 一对反应分子具有足够的能量的迎面碰撞才能其 反应 52 化学反应的过渡状态理论的要点是 反应物首先要形成活化络合物 反应速率决定 B A C a 1 3a te t B A C a 1 3a t