114具有简单级数反应的速率公式市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、11.4 含有简单级数反应速率公式 1、零级反应2、一级反应3、二级反应4、n 级反应 反应速率只与反应物浓度相关，且反应级数，不论是分级数或总级数，均为0或正整数反应。分级数：，.总级数: n= + +.第1页1、零级反应 (n=0) 反应速率方程中，反应物浓度项不出现，即反应速率与反应物浓度无关，这种反应称为零级反应。 常见零级反应有表面催化反应和酶催化反应，这时反应物总是过量，反应速率决定于固体催化剂有效表面活性位数目或酶浓度。 A P r = k0 - 微分式速率方程 A P t=0 CA0 t=t CA第2页积分 得当:半衰期，即反应物反应掉二分之一所用时间 - 积分式速率方程第3页

2、零级反应特点： 3. CA 与 t 呈线性关系,斜率为-k0零级反应直线关系1.速率系数k单位为浓度时间-12.半衰期与反应物起 始浓度成正比：第4页2、一级反应 (n=1) 反应速率只与反应物浓度一次方成正比反应称为一级反应。 常见一级反应有放射性元素蜕变、分子重排、五氧化二氮分解等。 第5页反应： A Pt=t cA t=0 cA,0 第6页定积分式 当第7页一级反应特点： 速率系数 k 单位为时间负一次方，时间 t能够是 (s)， 分 (min)，小时(h)，天(d)和年(a)等。 半衰期 是一个与反应物起始浓度无关常数=ln2/k1第8页 lncA与 t 呈线性关系,斜率=k第9页准一

3、级反应 A + B C 若CBCA,则在整个反应过程中，CB可近似看作是一常数则 准一级反应( )第10页3、二级反应 反应速率方程中,浓度项指数和等于2 反应称为二级反应。 常见二级反应有乙烯、丙烯二聚作用，乙酸乙酯皂化,碘化氢热分解反应等。 比如，有基元反应： 第11页 2A Pt=0 cA,0 t=t cA第12页第13页二级反应特点 二级反应特点为： . 速率系数 k 单位为浓度-1 时间-1 . 半衰期与起始物浓度成反比 ) 与t 成线性关系。 第14页 例 乙醛气相分解反应为二级反应： CH3CHO (g) CH4 (g) + CO (g) 在恒容容器中，在518 oC测量反应过程

4、中不一样时刻t 时容器总压力p, 得到以下数据： t/s 0 73 242 480 840 1440p/kPa 48.4 55.6 66.25 74.25 80.9 86.25 试求此反应速率常数。第15页解：CH3CHO (g) CH4 (g) + CO (g)0t=0p00t=tP总=p2p0 -pp= 2p0 - P总p0 pp0 pP总p02p0 -p把求出p 带入上式可求出不一样时间下k, 再求平均值。注意： 此时 k单位为 kPa-1s-1第16页4、n 级反应 n AP nA Pt=0 cA,0 t=t cA第17页积分上式得 与 t 成线性关系。第18页上式也是 半衰期通式。

5、更普通地：令 则 衰期 ( )第19页 上述是 衰期通式， 可为任何小于1分数。 是 特例。 k=浓度1-n时间-1 从上式能够看出，只有一级反应k数值与所使用浓度单位无关。 第20页微分式方程积分式方程半衰期零级反应一级反应二级反应n级反应 A Pt =0 cA,0 t =t cA第21页11.5 反应级数确定 1、积分法a 尝试法b 作图法c 半衰期2、微分法3、孤立法4 、百分比浓度法第22页1、积分法 (a) 尝试法: 当试验测得了一系列cAt 动力学数据后，作以下尝试： 将各组 cA , t 值代入含有简单级数反应速率定积分式中，计算 k 值。 若得k值基本为常数，则反应为所代入方程

6、级数。 利用速率方程积分形式来确定反应级数方法第23页假如所得图为一直线，则反应为对应级数。 (b) 作图法第24页以 作图,更普通地， 斜率=1-n ( )或取两组数据:c 半衰期法第25页2、微分法 nA Pt =0 cA,0 t =t cA以 作图从直线斜率求出n值。截距=lnk 利用速率方程微分形式来确定反应级数方法第26页详细作法：依据试验数据作 cAt曲线。 在不一样时刻t求 (这步作图引入误差最大，如上图。) 以 对 作图.微分法要作三次图，引入误差较大，但可适合用于非整数级数反应 第27页 有时反应产物对反应速率也有影响，尤其对于逆向也能进行反应，为了排除产物干扰，常采取初始浓

7、度法，其方法如右图 (1)、配制一系列初始浓度为cA0，i (i =1，2，3. )(2)、测出每个cA0,i下cAt数据，并绘出cAt曲线 (3)、在每条曲线起始浓度cA0处，求出对应斜率 (4)、 作图，直线斜率=n 第28页3、孤立法 (过量浓度法 ） 孤立法类似于准级数法，它不能直接用来确定反应级数，而只能使问题简化，然后用前面三种方法来确定反应级数。 1.使AB 先确定值 2.使BA 再确定值 对于含有 形式速率方程，可利用孤立法来求动力学方程。 第29页4 改变浓度百分比法 例：在一定条件下，反应H2（g）+Br2(g)2HBr(g)符合速率方程普通形式， 在某温度下，当H2=Br2=0.1mol.dm-3及HBr=2