物化朱文涛47连续链反应推导速率方程名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

作业：24，25阅读：A.27.3第1页作业中问题怎样用作图法解题 1.首先写出(推导)作图依据 2.列出数据表格:包含原始数据和作图数据 3.作图(直线):先筛选数据,然后用最小二乘 法作图 4.由直线斜率和截距计算待求物理量: 怎样求直线斜率?第2页第十二章42题等容气相反应A(g)B(g)+C(g)k1k2在298.2K时k1=0.20s-1,k2=4.9×10-9Pa-1·s-1,当温度升高到310.2K时k1及k2均增加一倍。（1）求298.2K平衡常数：注：①反应速率表示方式不一样，则k数 值及单位不一样；如气相反应有kc和kp

②Arrhenius公式和速率理论中k? 本题中k1和k2?第3页可知：K(310K)=400（2）求E1和E2：第4页（k1服从Arrhenius公式）解得E1=44.36kJ·mol-1同理E2=44.36kJ·mol-1（k2不服从Arrhenius公式）令=k2·RT(∵n=2)第5页(3)求298.2K时该反应第6页∵K(310K)=K(298K)即解法2第7页（4）在298.2K时，反应自压力为p纯A开始， 求当容器压力升高到1.5p所需要时间：∵k1»k2

∴按单向一级反应处理A B+Ck1t=0:p

t(p=1.5p):0.5p0.5p0.5p

第8页三、连续反应(consecutivereaction)以1-1级连续反应为例ABCt＝0a0xt0yk2k1z(a=x+y+z)(1)(2)(3)连续反应速率第9页解(1)得：即代入(2)：解得：由a=x+y+z，得(1)(2)(3)连续反应速率第10页连续反应特点(1)当k1和k2可比较时：三方程曲线为caxyzx单调减z单调增y先增后减当k1和k2可比较时，中间产物浓度存在极大值第11页令得∴只要k1和k2已知，即可得知中间产物何时含有多大最高浓度。(k1和k2怎样知道？)应用：第12页(2)当k1和k2相差悬殊时：若k1<<k2则反应速率由k1决定若k2<<k1同理可得反应速率由k2决定第13页最慢一步是连续反应决速步(速控步)。Theprincipleofbottlemouth。对一个复杂反应机理此原理成立。应用：三种1－1级经典复杂反应处理方法 是什么？四、链反应(Chainreaction)是一类十分普遍反应，一旦开始便自动地连续进行下去。第14页1.链反应特点：每一步均与自由基相关。自由基在反应过程中不停再生，使反应得以自动维持。Freeradical：高活性，短寿命。比如H2+Cl22HCl机理为：Cl22Cl·k1ⅠⅡⅢⅣCl·+H2HCl+H·k2H·+Cl2HCl+Cl·k32Cl·+MCl2+Mk4……………第15页2.链反应步骤：(1)链引发(chaininitiation)：产生自由基，活化能大(∵需要拆断化学键)。上例Ⅰ。(2)链传递(chainpropagation)：自由基与分子反应产生新自由基。比分子间反应轻易，活化能较低。上例Ⅱ、Ⅲ。(3)链终止(chaintermination)：断链，E=0。上例Ⅳ。第16页3.直链反应和支链反应(Straightchainreactionandbranchedchainreaction):直链：整个链传递过程中自由基数目不变，轻易到达稳定。支链：链传递过程中自由基数目骤增，r↑不可控制，产生爆炸。第17页五、稳态假设和平衡假设速率方程由机理决定，可依据机理推导速率方程。比如H2+Cl22HCl测得Cl22Cl·k1Cl·+H2HCl+H·k2H·+Cl2HCl+Cl·k32Cl·+MCl2+Mk4机理：第18页则(1)(2)Cl22Cl·Cl·+H2HCl+H·k2H·+Cl2HCl+Cl·k32Cl·+MCl2+Mk4机理：k1第19页1.稳态假设：当反应达稳定后，高活性中间产物浓度不随时间而改变。则上例：(1)(2)(2)代入(1)：即代入原方程其中第20页2.平衡假设“决速步”意义：慢步骤是决定反应速率主要矛盾。引深含义：决速步之后步骤不影响总速率。决速步之前对峙步骤保持“平衡”：当处理决速步时可把其前面对峙步骤视为平衡(平衡假设)平衡假设为那些存在决速步且其前边有对峙步骤机理推导速率方程提供了方便。第21页例：H2+I22HI机理I22Ik1k-12I+H22HIk2快慢平衡假设：即代入原方程：第22页机理I22Ik-12I+H22HIk2快慢稳态假设即∴∵k-1>>k2，即k-1+k2[H2]≈k-1∴k1第23页由此可见：平衡假设与稳态假设统一，稳态假设是根本，平衡假设是稳态假设特例。3.由机理推导速率方程时应注意问题对有些反应不可用两个假设；当两个假设均可使用时，应优先使用平衡假设；选哪种物质表示反应速率：优先考