第九章 化学动力学1

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化学动力学-课件

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处于某一量子状态k、l的生成物分子的反应
Br(i) H2( j) HBr(k) H(l)
简单反应:只含有一个基元反应 复合反应:含有多个基元反应
9-2-2 反应速率 r 一、定义
SI制: v 1 1 dnB vB V dt
r 1 1 dnB vB V dt
vB --计量系数
V --体积
[V]
dcA dt
kAcA cB cE cF
E的生成速率方程: rE
dcE dt
kEcA cB cE cF
, , , 分级数 n
n-反应的总级数,n可为正整数、分数、零和负数
二、速率常数 k
k-反应的速率常数 kA-A的消耗速率常数 kE-E的生成速率常数
k=f(T,p,介质,催化剂等)
特征4 特征5
9-3-3 n 级反应 1. 速率方程
rA
dcA dt
kAcAn
(1) 只有一种反应物:aA 产物
(2) 除 A 组分外,其它大大过量(30倍以上)
rA
dcA dt
kAcA cB cC
kA (cB cC )cA
kA' cA
假级数反应/准级数反应
k
' A
kA (cB cC )
kB | vB | k
k的物理意义:单位浓度下的反应速率
r 的量纲:[浓度]·[时间]-1
k 的量纲:随反应级数而变 三、积分形式(动力学方程)
c = f (t)
c~t 曲线-动力学曲线
四、理想气体反应的速率常数
r'
1 vBdຫໍສະໝຸດ B dtk p pBn理想气体: p cRT
r
1 vB
dcB dt

第九章-化学动力学基本原理第1期

第九章-化学动力学基本原理第1期

§9.3 简单级数反应的动力学规律凡是反应速率只与反应物浓度有关,而且反应级数,无论是、、…或n都只是零或正整数的反应,统称为“简单级数反应”。

简单反应都是简单级数反应,但简单级数反应不一定就是简单反应,前已述及的HI气相合成反应就是一例。

具有相同级数的简单级数反应的速率遵循某些简单规律,本节将分析这类反应速率公式的微分形式、积分形式及其特征。

(1)一级反应反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。

其速率公式可表示为(9.7)式中c为t时刻的反应物浓度。

将上式改写成的形式,积分可得(9.8)B为积分常数,其值可由t = 0时反应物起始浓度c0确定:B = ln c0。

故一级反应速率公式积分形式可表示为(9.9)或(9.10)或(9.11)使用这些公式可求算速率常数k1的数值,只要知道了k1和c0的值,即可求算任意t时刻反应物的浓度。

从(9.8)式可看出,以lnc对t作图应得一直线,其斜率即为k1。

如图9.2所示。

反应物浓度由c0消耗到c=c0/2所需的反应时间,称为反应的半衰期,以t1/2表示。

由(9.9)式可知,一级反应的t1/2表示式为(9.12)可以看出,一级反应的半衰期与反应物起始浓度c0无关。

许多分子的重排反应和热分解反应属一级反应。

还有些反应例如蔗糖水解实际上是二级反应,但由于水溶液中反应物之一H2O大大过量,其浓度在整个反应过程中可视为常数,故表观上表现为一级反应,这类反应称为“准一级反应”。

例题1 30℃时N2O5在CCl4中的分解反应为一级反应,由于N2O4和NO2均溶于CCl4中,只有O2能逸出,用量气管测定不同时刻逸出O2的体积有下列数据:t / s 0 2400 4800 7200 9600 12000 14400 16800 19200V(O2) / cm3 0 15.65 27.65 37.70 45.85 52.67 58.30 63.00 66.8584.85求算此反应的速率常数k1和半衰期t1/2。

物理化学第9章 化学动力学基础

物理化学第9章 化学动力学基础
表示反应速率和浓度关系的方程 r = f (c),或 者表示浓度和时间关系的方程 c = f (t),都称为化 学反应的速率方程,前者是微分形式,后者是积 分形式。也称动力学方程。
速率方程必须由实验来确定
四、反应级数 若反应的速率方程可以表示为浓度的幂乘积形式:
r = k[A][B]…
则各浓度项的方次、、…分别称为组分A、B …的
例 1、P165例题
某金属钚的同位素进行β放射,14 d 后,同位
素活性下降了6.85%。试求该同位素的:
(1) 蜕变常数,(2) 半衰期,(3) 分解掉90%所需时间
解:
(1)
k1
=
1 t
ln
a
a
x
=
1 14d
ln
100 100 6.85
=
0.00507d-1
(2) t1/2 = ln 2 / k1 = 136.7d (3) t = 1 ln 1 = 1 ln 1 = 454.2d
例如:
例如,恒容反应器中,氯代甲酸三氯甲酯分解为光气
ClCOOCCl(g) 2COCl2(g)
t = 0 p0
0
t = t p酯
p光气=2( p0 – p酯)
p总 = p酯 + p光气 = 2 p0 –p酯
∴ p酯 = 2p0 – p总
或 p光气 = 2(p总– p0)
三、反应速率 r 的经验表达式
2、适用范围
ln k = Ea B RT
k = AeEa / RT
3、A意义:称指前因子
二、活化能的概念 1、对简单反应:
那些能量高到能发生反应的分子称为“活化分子” 活化能:活化分子的平均能量与反应物分子平 均能量之差值。

物理化学答案——第九章-化学动力学基础

物理化学答案——第九章-化学动力学基础

第九章 化学动力学基础一、基本公式和基本概念 基本公式 1. 反应速率 11i ii i dn dC r V dtdtνν==2. 反应级数对于速率公式可表达为...][][βαB A k r =的反应,反应的总级数...++=βαn 3. 简单级数反应的速率公式 级数 反应类型 速率公式半衰期 1/2tk 量纲微分式积分式0 表面催化反应0d d x k t =0x k t = 02a k (浓度)● (时间)-1 11d ()d x k a x t=-1lna k t a x=-1ln 2k(时间)-122A P→A +B P →()a b =22d ()d x k a x t=-2()x k t a a x =-21ak(浓度)-1●(时间)-1A +B P →2d d ()()xtk a x b x =--21()ln()b a x a b a b x k t---=/33A P→A +B +C P→()a b c ==33d ()d x k a x t=-22311()2a x a k t --=2332k a(浓度)-2● (时间)-1(1)n n ≠A P n →d ()d nx k a x t=-1111()(1)n n a x an kt----=-1'n k a-(浓度)1-n ● (时间)-1其中,a b 分别表示反应物A 和B 的起始浓度,x 表示反应消耗的深度。

4. 典型复杂反应的速率方程 (1)1-1对峙反应k k A B +-t=0 a 0 t=t a-x x t=t e a-x e x e速率方程: ()kk te e x x x e +--+-=(2)平行反应最简单的平行反应是由两个一级基元反应组成的平行反应:x=x 1+x 2速率方程:tk k aex a )(21+-=-产物B 和C 的浓度比由竞争反应的速率决定:2121k k x x = (3)连续反应最简单的连续反应是两个单向连续的一级反应:C B A kk −→−−→−21t=0 a 0 0 t=t x y z 速率方程:1k tx ae-=)(21121tk tk eek k a k y ----=]1[21121122tk tk ek k k ek k k a z ---+--=中间产物B 的浓度在反应过程中出现极大值:122)(21k k k m k k a y -=,出现极大值的时间为:2121)ln(k k k k tm-=5. 温度对反应速率的影响 (1)阿累尼乌斯经验公式2ln RTE dTk d a =阿累尼乌斯公式的指数函数式: RTE a Aek -=k 1k 2A a-xCx 2 B x 1(2)阿累尼乌斯活化能基元反应的活化能是活化分子的平均能量与所有分子平均能量之差。

化学反应动力学-9 第九章 过渡态理论(1)

化学反应动力学-9 第九章  过渡态理论(1)
E0 / k B T 1 2 1
e
H ' / k BT
dq dq dP dP / h
2
3n
2
3n
3 n 1
dN k BT e dt h
H '/ k BT
dq dq dp dp / h QA QB
2
3n
2
3n

k BT S H k exp( ) exp( ) h R RT
§9.5 过渡态理论的应用 (Applications of Transition State Theory) 根据Eying公式:
k BT Q E0 k exp( ) i h Q Ai RT
i

一、Evaluating Partition Functions by Statistical Mechanics

2 1
(3)
将 (3)、(4) 式代入 (2) 式,
dN [ A][B] dq { dP 1 dt QA QB dt
1
e
H / kBT
dq dq dp dP / h } (2)
2
3n
2
3n
3n
整理后,可得:
P [ A][B] P exp dP 1 0 1h 2 k T dN 1 B dt QA QB e
dN [ A][B] dq { dP 1 dt QA QB dt
1
e
H / kBT
dq dq dp dP / h }
( 2)
2
3n
2
3n
3n

2 动力学

2 动力学

A
C
tm
§9-1 化学反应速率B
k1 ln k2 = k1 − k 2
k2 k2 −k1
tm
t/[时间]
k1 CB,m = CA,0 k 2
三、C为目的产物时反应速率
dC dt
C
= k 2C
B
= k
k 1C
2
A ,0
k
2
− k1
(e
− k1t
− e
− k 2t
)
讨论
1、如果k1>>k2,第二步是慢步骤
d ln k Ea = dT RT 2
某反应温度下,某反应的Ea越大,速率常数随时间的变化率越大。
§9-1 化学反应速率 积分式
Ea 1 1 k2 ln = − − k1 R T2 T1
1、已知Ea和T1k1可求任意温度下的k; 2、已知T1k1和T2k2,可求Ea 。
= k 1t1 = k 2t2
k1t1=k2t2
§9-6 活化能
一、活化能的定义 由反应物分子变成活化分子,至少需要吸收的能量 二、阿累尼乌斯活化能
k1
A+B
k-1
C+D
§9-1 化学反应速率
KC=k1/k-1
d ln K C Q d ln( k1 / k 2 ) d ln k1 d ln k 2 E a ,1 − E a , 2 = = = − = 2 dT RT dT dT dT RT 2 E a ,1 Ea,2 d ln k1 d ln k 2 = +C = +C 2 2 dT RT dT RT
A + B → 产物
§9-1 化学反应速率 A

化学动力学

化学动力学
第九章 化学动力学
什么是化学动力学?
化学动力学是一门研究各种因素对反应速率影
响的规律和反应机理的科学。
1、化学动力学的基本任务
反应速率= f (c, T , P , 光,电,催化剂 ) [寻找规律]
反应机理(历程)[从微观角度研究反应的全过程] •宏观化学动力学:(1) 反应速率方程; (2) 不同反应的特性; (3) 反应机理。
mol m 3 s 1 )
即单位时间单位体积内化学反应的反应进度. 对于恒容反应 (dnB / V dcB )
1 dcB v B dt
>0 与B选择无关。 与计量式写法有关。
通常的反应速率都是指定容反应速率
1.反应速率的定义
§9.1
②反应速率(单位体积中反应进度随时间的变化率) •若化学计量反应写作 A A B B Y Y Z Z
3.基元反应的速率方程—质量作用定律
质量作用定律(Law of mass action):
§9.1
基元反应的反应速率与反应物浓度的幂乘积成正比。
幂指数就是基元反应方程中各反应物的系数。
它只适用于基元反应.
•若
aA bB 产物(基元反应)
b 速率方程 dc A / dt kc a Ac B
3.基元反应的速率方程—质量作用定律
反应速率常数k :
§9.1
—单位浓度的反应速率,比例系数
注意
(1)k 的数值与浓度无关(取决于两个因素);
(2)k 的单位 [浓度]1 n [时间]1 • 单位与反应级数有关,数值与单位的选择有关;
(3)当反应速率与物质B的选择有关时,相应
的k亦与之有关。

生物化学教程全套讲义-第9章酶促反应动力学

生物化学教程全套讲义-第9章酶促反应动力学

第九章酶促反应动力学第一节化学动力学基础一、反应速率及其测定二、反应分子数和反应级数反应分子数反应级数三、各级反应的特征(一)一级反应其速率与反应物浓度的一次方成正比。

-dc/dt=kclnc=-kt+lnc0lnc=-kt+B(直线)K=(1/t)ln(c0/c)c=(1/2)c0时k=(ln2)/t1/2t1/2=(ln2)/k半衰期与反应物的初始浓度无关。

(二)二级反应反应的速率与反应物浓度的二次方成正比。

1.若A和B为同一物质-dc/dt=kc2,dc/c2=-kdt;c/c0=1/(1+kc0t);c/c0=1/2时,k=1/c0t1/2。

2.A和B的初始浓度相同k=(1/t){x/[a(a−x)] }3.A和B的初始浓度不同k=[1/t(a−b)]/ln{[b(a−x)]/[a(b−x)]}a:反应物A的初始浓度。

b:反应物B的初始浓度。

(a-x):反应时间为t时A的浓度。

(b-x):反应时间为t时B的浓度。

(三)零级反应反应速率与反应物的浓度无关。

-dc/dt=k,或dx/dt=k。

X=kt,或k=x/t。

第二节底物浓度对酶反应速率的影响一、中间产物学说中间产物学说的实验依据:(1)核酸和酶的复合物可直接用电镜观察;(2)下图;(3)复合物的溶解度和稳定性有所变化;(4)有些复合物可直接分离得到。

酶催化的反应中各成份的变化:酶反应的速度在不停地变,实验上只有初速度的测定才有意义。

酶反应的初速度与底物浓度之间的关系:二、酶促反应的动力学方程式(一)米氏方程的推导米氏方程v=Vmax[S]/(Km+[S])符合v-[S]曲线。

若Km>>[S],v=(Vmax/Km)[S];若[S]>>Km,v=Vmax;由v=Vmax[S]/(Km+[S]),得Km=[S][(Vmax/v)-1],为典型的双曲线方程。

(二)动力学参数的意义1.Km的意义**值等于反应速度达最大反应速度一半时的底物浓度,单位是浓度单位,是酶的特征常数,酶对一定的底物只有一个特定的Km:V/2=V[S]/(Km+[S]),则Km=[S]。

第九章 化学动力学基本原理 物理化学教学课件

第九章  化学动力学基本原理 物理化学教学课件
基本任务是研究各种因素(如反应系统中各种反应物的浓度、温 度、催化剂等)对反应速率的影响,揭示化学反应如何进行的机 理,研究物质的结构和反应性能的关系。
2. 化学动力学发展简史 化学动力学的发展主要经历了三个重要的阶段:宏观反应动力学、 基元反应动力学和微观反应动力学。 3. 反应机理的概念 反应H: 2C2l2HC包l 括下列四个步骤: (i)C2l2Cl (i)iC lH 2 H C H l
cHale Waihona Puke 对三级反应 1对 , t作以 图应得 ; 直线 c2
对零级反应 c对t, 作以 图应得 . 直线
例4 教材342页例4 (3) 半衰期法
根据 n 级反应的半衰期通式:t1/2 ka1n
lnt1(1n)lnalnk
2
取两个不同起始浓度a,a’作实验,分别测定半衰期为t1/2和t`1/2,
因是同一反应,常数k相同,所以:
5. 质量作用定律
对于基元反应,反应速率与反应物浓度的幂乘积成正比。幂指数就 是基元反应方程中各反应物的计量数——质量作用定律。
基元 a A b反 B g G h 应 其 H r k A , : a B b
例如基 :2 I H 元 2 2 H 反 ,其 Ir 应 k[I]2 [H 2]
6. 速率常数
t1
ln(
2
t '1
)
n 1
ln(
2
a ')
a
2. 微分法 微分法:利用速率公式的微分形式来确定反应级数的方法。
图9.1 浓度随反时应间的变化
反应速率的实验测定实际上就是测定不同时刻反应物或产物的浓 度,可分为化学法和物理法两类。 1. 化学法 2. 物理法
3. 反应速率的经验表达式

大学物理化学--第9章

大学物理化学--第9章

② 1 t 呈直线关系。 c n1
A
③ 半衰期公式:
t1/ 2
2n1 1 (n 1)kcAn,01
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2020/8/23
反应速率方程积分式小结
级 速率方程 数 微分式 积分式
动力学特征
t1 2 直线关系 k的量纲
0
dcA dt
k
kt (cA cA0 )
cA0 2k
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2020/8/23
2、范特霍夫规则
范特霍夫根据大量的实验数据总结出一条经验规 律:温度每升高10 K,反应速率近似增加2-4倍。这个 经验规律可以用来估计温度对反应速率的影响。
kT10K / kT 2 ~ 4
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2020/8/23
3、阿仑尼乌斯方程(1884年)
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2020/8/23
§9.11 光化学
1、光化反应的过程 2、光化学基本定律 3、温度对光化反应速率的影响
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2020/8/23
1、光化反应的过程
① 光化反应的初级过程:
Hg + hν → Hg• Br2 + hν → 2Br •
初级过程速率正比于吸收光强度,与反应物浓度无关为零级反应。
2020/8/23
3、温度对光化反应速率的影响
热反应:受温度影响大,温度系数较大。
光化反应:大多数温度系数较小。 初级过程:与温度无关。 次级过程:与热反应类似,但多数次级反 应活化能很小,所以温度系数 比一般热反应小。
A B Y Z

化学动力学基本原理

化学动力学基本原理

例如: 动力学认为: 1 3 N 2 H 2 NH 3 (g) 需一定的T,p和催化剂 2 2 1 点火,加温或催化剂 H 2 O 2 H 2 O(l) 2
9.1 引言
化学动力学发展简史 •1848年 $ d ln K c U van’t Hoff 2 dT RT 提出:
•1891年 •1935年
' '
[A] [B] ( k k[A]) 准一级反应
H 为催化剂 (k k[H ]) 准一级反应
'
r k[H ][A] r k [A]
'

反应的速率系数(rate coefficient of reaction) 速率方程中的比例系数 k 称为反应的速 率系数,或称速率常数。 它的物理意义是当反应物的浓度均为单 位浓度时,k 等于反应速率,因此它的数值 与反应物的浓度无关。在催化剂等其它条件 确定时,k 的数值仅是温度的函数。

反应速率(rate of reaction)
通常的反应速率都是指定容反应速率,它的定义为: 1 d d 1 dnB ( ) r dt B dt V dt
1 dnB / V 1 dcB B dt B dt
对任何反应: eE fF gG hH
1 d[E] 1 d[F] 1 d[G] 1 d[H] r e dt f dt g dt h dt
在总反应中,连续或同时发生的所有基元反应
称为反应机理,在有些情况下,反应机理还要给出
所经历的每一步的立体化学结构图。反应机理又
称为反应历程。
同一反应在不同的条件下,可有不同的反应机 理。了解反应机理可以掌握反应的内在规律,从而
更好的驾驭反应。

第9章化学动力学

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2020/10/10
1 反应速率的定义
⑴ 依时计量学反应与非依时计量学反应
某化学反应用计量式可表示为 ∑νB B = 0,化学计 量式表达了最初反应物与最终产物之间的计量关系, 但反映不出反应的具体途径及中间产物。
若反应中出现中间产物,且随着反应的进行中间 产物逐渐增加,使反应不再符合总的计量式,则此类 反应就称为依时计量学反应。
① I2M 0 2IM 0 ② H22I2HI ③ 2IM 0I2M 0
由此可以看出,给出一个化学反应的计量方程, 它只能说明参加反应的各个组分,而不能表明它是一 个基元反应,除非特别注明。
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2020/10/10
3 基元反应的速率方程—质量作用定律,反应分子数
⑴速率方程(rate equation of chemical reaction)
测定某时刻某物质的浓度 B随d时t 间的变化率。
若测定出不同时刻反应物(或产
物)的浓度,就可绘出c-t曲线, 则时刻t时曲线的斜率就是该物
质在该时刻的消耗速率(或生成 速率)。注意反应速率是瞬时的, 测反应速率实际上就是测定不 同时刻某反应物的浓度。
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2020/10/10
速率方程又称动力学方程。它是表示反应速率和 浓度等参数间的关系或浓度与时间关系的方程 。即
f(c,t,T)0
恒温下有 f(c,t)0
速率方程具体可表示为微分式或积分式。
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2020/10/10
⑵反应分子数(molecularity of reaction)
基元反应方程式中各反应物分子个数之和,称为 反应分子数。即基元反应中实际参加的分子数目。

第九章化学动力学基本原理

第九章化学动力学基本原理

第九章化学动力学基本原理化学动力学是研究化学反应速度和反应机理的学科。

了解反应速率和反应机理对于理解和控制化学反应过程至关重要。

本章将介绍化学动力学基本原理,包括反应速率的定义和测定、速率定律方程、反应级数和速率常数等概念。

1.反应速率反应速率指的是单位时间内反应物消失或生成物产生的物质量。

以一般的反应方程式表示为:aA+bB→cC+dD反应速率可以用消失反应物或生成物的物质量的减少或增加来表示。

根据反应物或生成物浓度随时间的变化关系,可以得到反应速率的数学表示。

2.速率定律方程速率定律方程描述了反应物浓度与反应速率之间的关系。

一般的速率定律方程可以表示为:v=k[A]^m[B]^n其中,v为反应速率,k为速率常数,[A]和[B]为反应物的浓度,m 和n分别为反应物A和B的反应级数。

3.反应级数反应级数指的是反应物在速率定律方程中的指数。

根据反应级数的不同,反应可以分为一级反应、二级反应和零级反应。

-一级反应:速率与一个反应物的浓度的一次幂成正比,二级反应:速率与一个反应物的浓度的二次幂成正比-零级反应:速率与一个反应物的浓度无关4.速率常数速率常数是衡量反应速率快慢的物理量,其数值与反应机理、反应温度等因素有关。

速率常数的大小与活化能有关,活化能越低,速率常数越大,反应速率越快。

5.反应速率的测定测定反应速率的方法有多种,包括观察物质变化、测量反应物浓度的变化、测量生成物浓度的变化等。

6.反应速率与温度的关系根据阿伦尼乌斯方程,反应速率与温度之间存在正比关系。

提高温度可以提高反应活性,增加反应速率。

并且,根据阿伦尼乌斯方程,温度每升高10摄氏度,反应速率大约增加一倍。

总结:化学动力学是研究化学反应速率和反应机理的学科。

了解反应速率和反应机理对于理解和控制化学反应过程至关重要。

本章介绍了化学动力学基本原理,包括反应速率的定义和测定、速率定律方程、反应级数和速率常数等概念。

另外,还介绍了反应速率与温度的关系,即温度越高,反应速率越快。

(完整版)物理化学【第九章】动力学一练习习题

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物理化学(二)练习1(化学动力学)2014级一、选择题( 共15题)1-1. 反应A k1B (I);Ak2D (II),已知反应I 的活化能E1大于反应II 的活化能E2,以下措施中哪一种不能改变获得B 和D 的比例?(A) 提高反应温度(B) 延长反应时间(C) 加入适当催化剂(D) 降低反应温度1-2. 如果某反应的△r H m= 100kJ·mol-1,那么活化能E a将:(A) E a≠100kJ·mol-1(B) E a≥100kJ·mol-1(C) E a≤100kJ·mol-1(D) 都可以1-3. 2A k1产物上述反应对A 为二级,下列何者对时间作图可得一直线,且直线斜率等于速率常数k?(A) 2[A](B) [A]2(C) 1/[A](D) 1/[A]21-4. 某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应的半衰期与反应物初始浓度:(A) 成正比(B) 成反比(C) 平方成反比(D) 无关1-5.此反应的速率方程为:(A) r = k c B(B) r = k c A c B(C) r = k c A(c B)2(D) r = k c A1-6.400 K 时,某气相反应的速率常数k p= 10-3(kPa)-1·s-1,如速率常数用k C表示,则k C应为:(A) 3.326 (mol·dm-3)-1·s-1(B) 3.0×10-4 (mol·dm-3)-1·s-1(C) 3326 (mol·dm-3)-1·s-1(D) 3.0×10-7 (mol·dm-3)-1·s-11-7. 均相反应A + B k1C +D , A + Bk2E +F 在反应过程中具有∆[C]/∆[E] = k1/k2的关系,∆[C],∆[E] 为反应前后的浓差,k1,k2是反应(1),(2)的速率常数。

物理化学课件第九章 化学动力学基本原理

物理化学课件第九章 化学动力学基本原理

1 N 2O5 N 2O4 O2 2
r k[N 2O5 ]
一级反应的微分速率方程 ---differential rate equation of first order reaction)
反应:
t 0
A P cA,0 a 0
t t cA a x x dcA r k1cA dt dx 或 r k1 (a x) dt
以分压代替浓度 ci =pi /RT dc酯 1 dp总 1 dp酯 r dt RT dt RT dt
p酯=2p0 – p总 p光气=2[p总– p0]
1 dc光 1 dp光 1 dp总 r 2 dt 2 RT dt RT dt
除压力外,旋光度、折光率、电导、比色、光谱等 物理性质均可应用,其优点是间接测量,不干扰反 应,方便,迅速,可连续测定。
例如对于气相反应: ( )T,V
2NO + Br2 2NOBr
1 d [ NO ] d [ Br2 ] 1 d [ NOBr ] r 2 dt dt 2 dt
二、反应速率的实验测定
Experimental measurement of rate
浓度c
d[P] dt
反应物和 产物的浓 度随时间 的变化

def
ni ni ,0 i
ni / mol i
or
dni d i
def
2 、反应速率的定义 对于任意反应
d 1 dni J dt i dt
def
aA + bB gG + hH
1 dnA 1 dnB 1 dnG 1 dnH J a dt b dt g dt h dt
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第七章化学动力学(1)练习题一、判断题:1.在同一反应中各物质的变化速率相同。

2.若化学反应由一系列基元反应组成,则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。

3.单分子反应一定是基元反应。

4.双分子反应一定是基元反应。

5.零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。

6.若一个化学反应是一级反应,则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。

7.一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。

8.一个化学反应的级数越大,其反应速率也越大。

9.若反应 A + B→Y + Z的速率方程为:r=kc A c B,则该反应是二级反应,且肯定不是双分子反应。

10.对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应,温度越高,反应速率越快,因此升高温度有利于生成更多的产物。

11.若反应(1)的活化能为E1,反应(2)的活化能为E2,且E1 > E2,则在同一温度下k1一定小于k2。

12.若某化学反应的ΔrUm < 0,则该化学反应的活化能小于零。

13.对平衡反应A Y,在一定温度下反应达平衡时,正逆反应速率常数相等。

14.平行反应,k1/k2的比值不随温度的变化而变化。

15.复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。

16.反应物分子的能量高于产物分子的能量,则此反应就不需要活化能。

17.温度升高。

正、逆反应速度都会增大,因此平衡常数也不随温度而改变。

二、单选题:1.反应3O2 2O3,其速率方程 -d[O2]/d t = k[O3]2[O2] 或d[O3]/d t = k'[O3]2[O2],那么k与k'的关系是:(A) 2k = 3k' ; (B) k = k' ; (C) 3k = 2k' ; (D) ½k = ⅓k' 。

2.有如下简单反应a A + b B dD,已知a < b < d,则速率常数k A、k B、k D的关系为:(A) ; (B) k A < k B < k D; (C) k A > k B > k D; (D) 。

3.关于反应速率r,表达不正确的是:(A) 与体系的大小无关而与浓度大小有关; (B) 与各物质浓度标度选择有关;(C) 可为正值也可为负值; (D)与反应方程式写法有关。

4.进行反应A + 2D 3G在298K及2dm3容器中进行,若某时刻反应进度随时间变化率为0.3 mol·s-1,则此时G的生成速率为(单位:mol-1·dm3·s-1) :(A) 0.15 ; (B) 0.9 ; (C) 0.45 ; (D) 0.2 。

5.基元反应体系a A + d D g G的速率表达式中,不正确的是:(A) -d[A]/d t = k A[A]a[D]d; (B) -d[D]/d t = k D[A]a[D]d;(C) d[G]/d t = k G[G]g; (D) d[G]/d t = k G[A]a[D]d。

6.某一反应在有限时间内可反应完全,所需时间为c0/k,该反应级数为:(A) 零级; (B) 一级; (C) 二级; (D) 三级。

7.某一基元反应,2A(g) + B(g) E(g),将2mol的A与1mol的B放入1升容器中混合并反应,那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是:(A) 1∶2 ; (B) 1∶4 ; (C) 1∶6 ; (D) 1∶8 。

8.关于反应级数,说法正确的是:(A) 只有基元反应的级数是正整数; (B) 反应级数不会小于零;(C) 催化剂不会改变反应级数; (D)反应级数都可以通过实验确定。

9.某反应,其半衰期与起始浓度成反比,则反应完成87.5%的时间t 1与反应完成50%的时间t 2之间的关系是:(A) t 1 = 2t 2 ; (B) t 1 = 4t 2 ; (C) t 1 = 7t 2 ; (D) t 1 = 5t 2 。

10.某反应只有一种反应物,其转化率达到75%的时间是转化率达到50%的时间的两倍,反应转化率达到64%的时间是转化率达到x %的时间的两倍,则x 为:(A) 32 ; (B) 36 ; (C) 40 ; (D) 60 。

11.有相同初始浓度的反应物在相同的温度下,经一级反应时,半衰期为t 1/2 ;若经二级反应,其半衰期为t 1/2',那么:(A) t 1/2 = t 1/2' ; (B) t 1/2 > t 1/2' ; (C) t 1/2 < t 1/2' ; (D) 两者大小无法确定 。

12.某一气相反应在500℃下进行,起始压强为p 时,半衰期为2秒;起始压强为0.1p 时半衰期为20秒,其速率常数为:(A) 0.5 s -1 ; (B) 0.5 dm 3·mol -1·s -1 ;(C) 31.69 dm 3·mol -1·s -1 ; (D) 31.69 s -1 。

13.起始浓度都相同的三级反应的直线图应是 (c 为反应物浓度,n 为级数) :14.某化合物与水相作用时,其起始浓度为1 mol ·dm -3,1小时后为0.5 mol ·dm -3,2小时后为0.25 mol ·dm -3。

则此反应级数为:(A) 0 ; (B) 1 ; (C) 2 ; (D) 3 。

15.某反应速率常数k = 2.31 × 10-2mol -1·dm 3·s -1,反应起始浓度为1.0 mol ·dm -3,则其反应半衰期为:(A) 43.29 s ; (B) 15 s ; (C) 30 s ; (D) 21.65 s 。

16.某反应完成50%的时间是完成75%到完成87.5%所需时间的1/16,该反应是:(A) 二级反应 ; (B) 三级反应 ;(C) 0.5 级反应 ; (D) 0 级反应 。

17.某反应速率常数k 为1.74 × 10-2mol -1·dm 3·min -1,反应物起始浓度为1mol ·dm -3时的半衰期t 1/2与反应物起始浓度为2 mol ·dm -3时的半衰期t 1/2' 的关系为:(A) 2t 1/2 = t 1/2' ; (B) t 1/2 = 2t 1/2' ; (C) t 1/2 = t 1/2' ; (D) t 1/2 = 4t 1/2' 。

18.某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应之半衰期与反应物最初浓度有何关系?(A) 无关 ; (B) 成正比 ; (C) 成反比 ; (D) 平方成反比 。

19.恒容下某复杂反应(取单位体积)的反应机理为:,分别以A 和B 反应物的浓度变化来计算反应速率,其中完全正确的一组是:(A) r A = k 1c A 2 , r B = k 2c B ;(B) r A = k 1c A - k -1c B , r B = k -1c B + k 2c C ;(C) r A = k 1c A 2 + k -1c B , r B = k -1c B - k 2c C ;(D) r A = - k 1c A 2 + k -1c B , r B = k 1c A 2 - k -1c B - k 2c C 。

20.反应A + B → C + D 的速率方程为r = k [A][B] ,则反应:(A) 是二分子反应 ; (B) 是二级反应但不一定是二分子反应 ;(C) 不是二分子反应 ; (D) 是对A 、B 各为一级的二分子反应 。

21.已知某复杂反应的反应历程为:,则B 的浓度随时间的变化率 -d[B]/d t 是:(A) k 1[A] - k 2[D][B] ; (B) k 1[A] - k -1[B] - k 2[D][B] ;(C) k 1[A] - k -1[B] + k 2[D][B] ; (D) -k 1[A] + k -1[B] + k 2[D][B] 。

22.对于可逆一级反应 ,下列叙述正确的是:(A) 平衡时c A = c B ; (B) 平衡时k 1 = k -1 ;(C) 总反应速率为正、逆反应速率的代数和 ; (D)加入正催化剂可使k 1 > k -1 。

23.某温度时,平行反应 的k 1和k 2分别为0.008和0.002 min -1,那么100min 后A 的转化率为:(A) 100% ; (B) 81.9% ; (C) 44.9% ; (D) 63.2% 。

24.对复杂反应可用平衡近似处理时,K = k1/k-1 = [B]/[A]。

为了不致扰乱快速平衡,① B C必为慢步骤;② B C必为快步骤;③k-1 = k1;④k-1 >> k2;⑤k-1 << k2,其中正确的是:(A) ①; (B) ②③; (C) ①⑤; (D) ①④。

25.在恒容的封闭体系中进行对峙反应:M N,M与N的初始浓度分别为c M,0 = a,c N,0 = 0,反应终了时,认为(1) c M能降低到零;(2) c M不可能降低到零;(3) c N可等于c M0;(4) c N只能小于c M0。

正确的是:(A) (1)(3) ; (B) (2)(4) ; (C) (1)(4) ; (D) (3)(4) 。

26.对自由基反应A + B-C A-B + C,已知摩尔等压反应热为-90kJ·mol-1,B-C的键能是210 kJ·mol-1,那么逆向反应的活化能为:(A) 10.5 kJ·mol-1;(B)100.5 kJ·mol-1;(C) 153kJ·mol-1; (D) 300 kJ·mol-1。

27.如果某一反应的ΔH m为 -100 kJ·mol-1,则该反应的活化能E a是:(A) E a≥ -100 kJ·mol-1; (B) E a≤ -100 kJ·mol-1;(C) E a = - 100 kJ·mol-1; (D) 无法确定。

28.某反应的活化能是33 kJ·mol-1,当T = 300 K时,温度增加1K,反应速率常数增加的百分数约为:(A) 4.5%; (B) 9.4%; (C) 11%; (D) 50%。

29.一个基元反应,正反应的活化能是逆反应活化能的2倍,反应时吸热120 kJ·mol-1,则正反应的活化能是(kJ·mol-1):(A) 120 ; (B) 240 ; (C) 360 ; (D) 60 。

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