物理化学动力学分解
物理化学实验报告讲义一级反应动力学—H2O2 催化分解速率系数的测定
实验31 一级反应动力学—H 2O 2催化分解速率系数的测定 预习要求1． 本实验中使用什么物质作为催化剂；其使用时的注意事项。
2． 本实验反应过程中反应物浓度的变化的表示方法。
3． 反应速率系数的概念及影响因素。
实验目的1．了解催化剂在催化反应中的作用特征。
2．测量H 2O 2催化分解反应的速率系数及表观活化能。
实验原理对于反应： a A + b B = y Y + z Z其反应速率与反应物的量浓度的关系可通过实验测定得到。
多数反应的速率方程的形式为：υA = k A c Aα c B β 若实验确定某反应物A 的消耗速率与反应物A 的浓度的一次方成正比，则该反应对A 为一级反应。
其反应速率方程为：—d c A / d t = k A c A （3-19） 以过氧化氢分解反应为例，H 2O 2 → H 2O + ½O 2实验证明过氧化氢分解反应的反应速率与H 2O 2（A ）浓度的关系符合式（3-19）。
将式（3-19）积分得：ln （c A / c A ，0）= -k A t （3-20） 式中：k A ——反应速率系数；c A ——反应时刻为t 时H 2O 2的浓度；c A,0——反应开始前H 2O 2的浓度。
在反应不同时刻测得H 2O 2的浓度,代入式(3-20)即可求出反应速率系数k A 。
H 2O 2分解过程中有O 2放出。
若保持生成O 2的温度、压力不变，可通过测量放出O 2的体积，经过代换得到溶液中H 2O 2的浓度。
设浓度为c A ，0的H 2O 2全部分解放出的氧气体积为V ∞，反应时刻t 时H 2O 2分解放出的氧气体积为V t ，则c A ，0∝V ∞ ； c A ∝（V ∞ – V t ）将以上关系式代入式（3-20）得：t k V V V t A ∞∞-=-ln（3-21） 或 V t k )V V (t ∞A ∞lg +2.303-=-lg （3-22） 以lg （V ∞-V t ）对t 作图。
药物分解一级反应公式
药物分解一级反应公式药物分解是指药物在体内或体外发生物理化学变化，导致其活性成分的失效或转变为无活性代谢产物。
药物分解可以遵循一级反应的动力学原理，其中只有一个活性物质分解为无活性产物。
一级反应的数学表达式如下：d[A]/dt = -k[A]其中，d[A]/dt表示时间的变化率；k是分解速率常数；[A]表示药物活性物质的浓度。
一级反应的解析解是：[A] = [A]₀ * e^(-kt)其中，[A]₀表示初始浓度，t表示反应进行的时间。
药物分解的一级反应动力学可以通过实验测定测出分解速率常数k，并根据浓度-时间曲线计算药物的半衰期（t₁/₂）和所需的时间来降低活性物质的浓度。
药物分解的一级反应可以遵循多种机制，包括酶催化、化学水解、光解等。
以下是一些常见的药物分解反应机制及其一级反应公式示例：1.酶催化反应（如药物酶促代谢）：药物活性物质（A）+酶（E）→无活性代谢产物（P）+酶（E）反应方程式可以表示为：d[A]/dt = -k[A][E] 或者 d[P]/dt =k[A][E]其中，[E]表示酶的浓度。
这种酶催化反应一级反应速率常数可根据酶浓度和酶对底物的催化能力来确定。
2.化学水解反应：药物活性物质（A）+水（H₂O）→无活性产物（P）+反应物反应方程式可以表示为：d[A]/dt = -k[A][H₂O] 或者 d[P]/dt =k[A][H₂O]这种化学水解反应中，水起到催化作用，加速药物的分解。
水浓度（[H₂O]）可以作为一个常数。
3.光解反应：药物活性物质（A）+光→无活性产物（P）反应方程式可以表示为：d[A]/dt = -k[A]这种光解反应中，光作为催化剂促使药物分解。
光解过程中，并不需求辅助物质或条件来加速反应。
需要注意的是，药物分解的一级反应公式仅适用于仅有一个活性物质分解为无活性产物的情况。
在现实情况下，药物分解可能涉及多种反应机制和反应步骤，因此可能需要采用更复杂的反应动力学模型来描述。
动力学拆分进展
不对称合成化学期末试卷（2016至2017学年度第一学期）题目不对称合成化学学号 2016211575 姓名鑫园专业物理化学入学年月 2016年9月动力学拆分进展1 引言化学动力学拆分是将外消旋体中的两个对映异构体分离得到光学活性产物的一种方法。
其动力学原理是[1]: 一对对映体和手性试剂作用生成非对映异构体，由于反应的活化能不同，反应速度就不同，当外消旋体与不足量的手性试剂作用，反应速度快的对映体优先完成反应，而剩下反应速度慢的对映体在未反应底物中占优势，分离纯化便可得到具有光学活性的化合物( 如图1) 。
图1 动力学拆分原理早在1848 年Pasteur 就进行了手性化合物的拆分实验，在显微镜下分离了酒石酸钾铵盐晶体的两个对映异构体，使人们认识到化合物手性和拆分方法，被认为是化学史上第一个动力学拆分的例子[2]。
1874 年，Label 第一次提出了利用对映异构体反应速度的不同进行动力学拆分的设想[3]。
到1899 年，Marckward 和Mckenzie[4]首次报道了用纯化学手段对扁桃酸进行动力学拆分。
直到1981 年，Sharpless 等人[5]报道了不对称环在氧化反应的条件下，对外消旋的烯丙基仲醇进行动力学拆分，回收未反应底物的光学纯度达到90% 以上，使得动力学拆分在有机合成中具有了实际意义。
由于动力学拆分方法显示出的经济省时的优势，在现代工业生产上得到了广泛的应用，同时也得到了广大学者的深入研究。
本文对目前众多的动力学拆分方法进行了分类，并综述了动力学拆分在有机合成中的应用，展望了解其发展的趋势，旨在为动力学拆分技术的进一步开发利用和工业化生产提供依据。
2 动力学拆分的分类2.1 根据拆分方法分类动力学拆分根据拆分方法的不同，可分为经典动力学拆分、动态动力学拆分和平行动力学拆分。
2.1.1 经典动力学拆分经典动力学拆分基于两个对映异构体对于某一反应的动力学差异。
在不对称反应环境中，当反应进行到一定程度时，可得到由快反应底物转化而来的产物PＲ或PS，同时可回收慢反应底物SS或SR 。
物理化学公式全解
热力学第一定律功：δW ＝δW e ＋δW f（1）体积功 δW e ＝-p 外dV 体积功为正，压缩功为负。
（2）非体积功δW f ＝xdy非体积功为广义力乘以广义位移。
如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。
热 Q ：体系吸热为正，放热为负。
热力学第一定律： △U ＝Q+W 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C ＝δQ/dT（1）等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （∂H/∂T)p （2）等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （∂U/∂T)v 常温下单原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＝3R/2常温下双原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＋C v ，m r ＝5R/2 等压热容与等容热容之差：（1）任意体系 C p —C v ＝[p ＋（∂U/∂V ）T ]（∂V/∂T ）p （2）理想气体 C p —C v ＝nR 理想气体绝热可逆过程方程：pV γ＝常数 TV γ-1＝常数 p 1-γT γ＝常数 γ＝C p / C v 理想气体绝热功：W ＝C v （T 1—T 2）＝11－γ（p 1V 1—p 2V 2） 理想气体多方可逆过程：W ＝1nR－δ（T 1—T 2） 热机效率：η＝212T T T － 冷冻系数：β＝－Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝121T T T －焦汤系数： μJ －T ＝H p T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝－()pT C p H ∂∂ 实际气体的ΔH 和ΔU ：ΔU ＝dT T U V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＋dV V U T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ΔH ＝dT T H P ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＋dp p H T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p ＝Q V ＋ΔnRT 当反应进度 ξ＝1mol 时， Δr H m ＝Δr U m ＋∑BB γRT化学反应热效应与温度的关系：()()()dT B C T H T H 21T T m p B1m r 2m r ⎰∑∆∆，＋＝γ热力学第二定律Clausius 不等式：0TQS BAB A ≥∆∑→δ—熵函数的定义：dS ＝δQ R /T Boltzman 熵定理：S ＝kln Ω Helmbolz 自由能定义：F ＝U —TS Gibbs 自由能定义：G ＝H －TS 热力学基本公式：（1）组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程：dU ＝TdS －pdV dH ＝TdS ＋Vdp dF ＝－SdT －pdV dG ＝－SdT ＋Vdp （2）Maxwell 关系：T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝VT p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＝－p T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ （3）热容与T 、S 、p 、V 的关系：C V ＝T VT S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ C p ＝T p T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Gibbs 自由能与温度的关系：Gibbs －Helmholtz 公式 ()pT /G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂T ＝－2T H ∆ 单组分体系的两相平衡： （1）Clapeyron 方程式：dT dp＝mX m X V T H ∆∆ 式中x 代表vap ，fus ，sub 。
物理化学化学动力学
思考题：1. 已知在氧气存在的情况下，臭氧的分解反应： 2332O O →，其速率方程为：122333)]([)]()[()(-=-O c O c O k dtO dc ①该反应的总级数n=? 解释臭氧的分解速率与氧的浓度的关系。
②若以dtO dc )(2表示反应速率，)(2O k 表示相应的反应速率系数，写出该反应的速率方程。
③指出dt O dc )(3-与dt O dc )(2之间的关系，以及)(3O k 和)(2O k 的关系。
④该反应是否为基元反应？为什么？2. 阿伦尼乌斯方程RT E ae k k -=0中RT E a e -一项的含义是什么？1>-RT E a e ，1<-RT E a e ，1=-RT E a e ，那种情况是最不可能出现的？那种情况是最可能出现的？3. 总级数为零的反应可能是基元反应么？解释原因。
答: 不可能，因为基元反应的总级数等于反应分子数。
由于反应分子数一定大于零，故总级数也一定大于零，不可能为零。
选择题：1. 关于下列反应，说法正确的是 （D ）① 2NH 3 = N 2 + 3H 3 ② Pb(C 2H 5)4 = Pb + 4C 2H 5·③ 2H + 2O = H 2O 2 ④ 2N 2O 5 = 4NO 2 + O 2⑤ 2HBr = H 2 + Br 2A ．都是基元反应B ．⑤是基元反应C. ①②④是基元反应D. 都不是基元反应2. 反应2O 3 = 3O 2的速率方程为12233-⋅⋅=-O O O c c k dt dc 或12232-⋅⋅'=O O O c c k dt dc ，则k 与k ’的关系为（?）A ． k = k ’B ． 3k = 2k ’C. 2k = 3k ’D. -k/2 = k ’ /33. 某反应速率常数的量纲为（浓度）-1·（时间）-1，该反应为（B ）A ．一级反应B ．二级反应 C. 三级反应 D. 零级反应4. 某反应的速率常数为0.099 min -1，反应物初始浓度为0.2 mol ·L -1，则反应的半衰期为（A ）A ．7 minB ．1.01 min C. 4.04 min D. 50.5 min5. 某反应的反应物消耗掉3/4的时间是其半衰期的2倍，则该反应的级数为（A ）A ．一级B ．二级 C. 三级 D. 零级6. 基元反应的级数（?）A ．总是小于反应分子数B ．总是大于反应分子数C. 总是等于反应分子数D. 有可能与反应分子数不一致7. 已知某反应历程 A + M = A* + M ； A* = B + C ，则该反应是（? ）A ．二级反应B ．双分子反应 C. 基元反应 D. 复杂反应8. 某反应的速率常数k =0.214 min -1，反应物浓度从 0.21 mol ·L -1变到0.14 mol ·L -1的时间为t1；从0.12 mol ·L -1变到0.08 mol ·L -1的时间为t2，那么 t1:t2等于 （C ）A ．0.57B ．0.75 C. 1 D. 1.759. 某等容反应的正向活化能为E f ，逆向活化能为E b ， 则E f —E b 等于（D ）A ．-Δr H mB ．Δr H m C. -Δr U m D. Δr U m10. 下面活化能为0的反应是 （B ）A ．A ·+ BC = AB +C · B ．A ·+ A ·+ M = A 2 + MC. A 2+ M = 2A ·+ MD. A 2 + B 2 = 2AB11. 利用反应C B A 312→⇔生产B ，提高温度对产品产率有利，这表明 （?） A ．E 1 > E 2，E 3 B ．E 2 > E 1，E 3C. E 1 < E 2，E 3D. E 3 > E 1，E 212. Arrhenius 公式适用于 （D ）A ．一切复杂反应B ．一切气相中的复杂反应C. 基元反应D. 具有明确反应级数和速率常数的所有反应13. 环氧乙烷的分解为一级反应。
物理化学-动力学
1 s1
2.42105 mol m3 1 s1
5.
5题 N2O5的分解历程如下：
N2O5
k1 k-1
NO2+ NO3
NO2 NO3 k2 NO NO2 O2
NO NO3 k3 2NO2
（a）若NO和NO3可视为活泼的中间物，试用稳定态
处理法，证明
rO2
k1k2 k1 2k
2
[N2O5
料液体积不变。试求当醋酸转化率为50%时，醋酸 丁酯的产量是多少？（以㎏表示）
解：（1） 由题知 k 17.4103 mol dm3 1 min1
该反应为二级反应
dcA dt kcAcB
（2）r0 kcA0cB0 [17.4103 1.81.8]mol dm3 min1 5.64102 mol dm3 min1
p总 30kPa
（c）由 p cRT
dp RT dc
dt
dt
dc 1 dp 1 dt RT dt RT k p pA pB
1 RT
k pcA RT
cBRT
RTk pcAcB kccAcB
kc RTk p
8.314
350 510 4 10 3
60
mol
m3
t`
1 k2
ln
1 1 y
1 0.224
ln
110.3周 1.59周
即 25℃分解30%只需1.59周，已放置2周后， 分解超过30%，药物失效。
2. 理想气体反应 A(g) B(g) 2C(g)
在一定温度下进行。今测得反应系统的总压随反应时 间的变化如下：
t/min 0 5.0 10.0 15.0 ∞ p×10-3/Pa 1.67 2.10 2.39 2.59 3.00
四氟硼酸锂的热分解动力学
四氟硼酸锂的热分解动力学
四氟硼酸锂（lithium tetrafluoroborate，LiBF4）是一种储能材料，在量子
化学和物理化学领域具有广泛的应用前景。
它也是一种新型的可再生能源储备材料，用于提供动力的潜在热源。
本文以一步反应（四氟硼酸锂的热分解）为例，介绍四氟硼酸锂的热分解动力学。
四氟硼酸锂的热分解动力学关系于其分解所产生的热量和物质之间的变化关系。
四氟硼酸锂的热分解反应很容易，可以在温度稍微升高时发生。
在环境温度和压力下，四氟硼酸锂能够被分解成氟离子（F-）、氧离子（O2-），乙烯和乙元素以及
二氧化碳（CO2）等离子和分子物质。
对四氟硼酸锂的热分解动力学进行理论研究发现其反应机理主要受温度的影响。
随着温度的升高，相应的反应速率会大大提高。
反应所需的能量进一步增大，反应上所消耗的能量会减少。
这表明，随着温度的升高，四氟硼酸锂的热分解反应速率会加快。
此外，催化剂也可以用于加速四氟硼酸锂的热分解反应，可以减少反应温度。
在实验室条件下，用质子交换膜可以很好的观察催化剂的影响。
催化剂的存在可以增加反应的选择性和效率，使反应得以顺利进行。
总之，四氟硼酸锂的热分解动力学表明，随着温度的升高，反应的速率将大大
增加。
此外，催化剂的应用可以减少反应的温度条件，改善反应的发生程度，加快其分解速率。
因此，四氟硼酸锂不仅是一种重要的储能材料，也是一种潜在的可再生能源材料，用于提供动力的潜在热源。
物理化学课后下册部分习题答案
第十一章化学动力学1. 反应为一级气相反应，320 oC时。
问在320 oC加热90 min的分解分数为若干解：根据一级反应速率方程的积分式答：的分解分数为%2. 某一级反应的半衰期为10 min。
求1h后剩余A的分数。
解：同上题，答：还剩余A %。
3．某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。
问反应掉50%需多少时间解：根据一级反应速率方程的积分式答：反应掉50%需时min。
4．25 oC时，酸催化蔗糖转化反应的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为mol·dm-3,时刻t的浓度为c）0306090130180使用作图法证明此反应为一级反应。
求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若干解：数据标为0306090130180利用Powell-plot method判断该反应为一级反应，拟合公式蔗糖转化95%需时5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺为一级反应。
反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。
KI只与A反应。
数据如下：0123468计算速率常数，以表示之。
解：反应方程如下根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一，0123468作图。
6．对于一级反应，使证明转化率达到%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。
对于二级反应又应为多少解：转化率定义为，对于一级反应，对于二级反应，7．偶氮甲烷分解反应为一级反应。
287 oC时，一密闭容器中初始压力为kPa，1000 s后总压为kPa，求。
解：设在t时刻的分压为p，1000 s后，对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成：8．硝基乙酸在酸性溶液中的分解反应为一级反应。
25 oC，kPa下，于不同时间测定放出的CO2(g)的体积如下反应不是从开始的。
求速率常数。
解：设放出的CO2(g)可看作理想气体，硝基乙酸的初始量由时放出的CO2(g)算出：在时刻t, 硝基乙酸的量为，列表1作图，由于反应不是从开始，用公式拟合得到。
工科大学化学(物理化学)化学动力学部分习题及解答
665 31198 14.54 4.66
1195 24932 11.02 4.74
2240 14799 9.69 4.55
3155 10466 4.74 4.52
注：d /dt= ( p0 - pCH3OCH3) / t， k = ( d /dt)×(1/ pCH3OCH3) 所得速率常数基本不变，故为一级反应。
上两温度的数据求范特霍夫公式中的温度系数值 。（答案：125.5 kJ·mol-1，4.26×1023，9.89×103， 6.46）
解： (1)
∵
，
∴ (2) (3)
19．600 K 浓度为 1 mol·L-1 的某分子 HA 间，每升每秒的碰撞数为 3.1×1034，已知该分子按双分 子碰撞分解，E＝184.1ｋＪ·mol-1，试用碰撞理论计算其分解的速率常数(设几率因子 P＝１)。（答 案：1.031×105J·mol-1） 解： 对于同一种分子，ZAA= L2·ZAA’ = 2× 碰撞频率
1．以氨的分解反应 2NH3==== N2＋3H2 为例，导出反应进度的增加速率 与
，，
之间
解：
∴
，
，
2．甲醇的合成反应如下： CO＋2Ｈ2 ===== CH3OH
已知
，求
，
各为多少?
（答案：2.44，4.88mol·dm-3·h-1 ）
解：
，
3．下列复杂反应由所示若干简单反应组成，试根据质量作用定律写出以各物质为准的速率方程 式。
解： 对峙反应 A
Ｄ为正、逆反应均为一级反应，则：
，
试算得如下数据：
t
180
300
420
900
1440
k1×104 k--1×104
物理化学习题解（8-11）
物理化学习题解（8-11）第⼋章化学动⼒学习题解1. N 2O 5的分解反应N 2O 5 2NO 2 +(1/2)O 2是⼀级反应，已知在某温度下的速率系数为4.8×10-4s -1。
(1) 求该反应的半衰期t 1/2。
(2) 若反应在密闭容器中进⾏，反应开始时容器中只充有N 2O 5，其压⼒为66.66kPa ，求反应开始后10s 和10min 时的压⼒。
解：（1）对于⼀级反应，半衰期为 12411ln20.6931444s 4.810st k --===? （2）设系统起始压⼒为p 0，任意时刻压⼒位p t 。
则()2522000 N O 2NO 1/2O 0 0 012() ()2x x x t p t t p p p p p →+==--0001532()()222t x x x x p p p p p p p p =-+-+=-由⼀级反应速率⽅程1lnak t a x=- 以p 0替代a ，p x 替代a-x1001ln k t x xp k t p p e p -=?=当t =10s 时414.810s 1066.66kPa 66.34kPa x p e ---??==05322t x p p p =- 2.566.66kPa 1.566.34kPa 67.14kPa =?-?=当t =10×60s=600s 时414.810s 60066.66kPa 49.98kPa x p e ---??==05322t x p p p =- 2.566.66kPa 1.549.98kPa 91.68kPa =?-?=2. 某⼀级反应A B 在温度T 下初速率为4×10-3mol ·dm -3·min -1，2⼩时后速率为1×10-3mol -1·min -1。
试求：(1)该反应的速率系数；(2)反应的半衰期；(3)反应物初浓度。
物理化学化学动力学
ln cA k1t 常数
cA,0 cA k1t
t dcA cA,0 cA 0 k1dt cA
ln
CA CA,0 exp(k1t )
一级反应的半衰期
半衰期是指反应发生后，达到剩余反应物浓度占起始反应物浓度一 半所需的时间。记为t1/2 一级反应的半衰期：
CA,0 1 ln 2 t1 ln k1 0.5CA,0 k1 2
研究化学反应需要解决的问题
1. 反应物与产物的结构-结构化学 反应物和产物分子的原子排布和电子结构是深入探讨反应本质的依据。 2. 反应的可能性与限度-化学热力学
在制定的条件(T、p)，指定的始态（反应物）和终态（产物）之间: (1) 反应能否发生？(2) 如能发生，最大产率能达多少？(3) 外界条 件如何影响产率？
1 dnA 1 dnB 1 dnG 1 dnH a dt b dt g dt h dt
对于单位体积的反应速率r，即 r J 1 d 1 dcB V V dt B dt
反应速率的测定
(1)化学方法 不同时刻取出一定量反应物，设法用骤冷、冲稀、加 阻化剂、除去催化剂等方法使反应立即停止，然后进行化学分析。 (2)物理方法 用各种物理性质测定方法 (旋光、折射率、电导率、电 动势、粘度等 ) 或现代谱仪 (IR、UV-VIS、ESR、NMR 等 ) 监测与浓 度有定量关系的物理量的变化，从而求得浓度变化。 物理方法有可能做原位反应。 蔗糖的水解过程伴随着比旋光度的变化，从+66.5°变化为等摩 尔浓度的D-葡萄糖(+52.5°)和D-果糖(-92°)的混合物。
化学动力学的基本任务和主要内容
基本任务：
1. 研究反应进行的条件（如温度、压力、浓度以及催化剂等）对 反应速率的影响； 2. 研究化学反应的历程（反应机理），进而探讨物质结构与反应 能力间的关系
物理化学-化学动力学-概念题
§11.2 概念题11.2.1 填空题1.反应B A 32→的速率方程既可表示为2/3A A A c k dtdc =-，也可表示为2/3AB B c k dt dc =，则dt dc A -与dtdc B 间的关系为( )。
速率常数A k 和B k 的比为( )。
2.反应B A AK−→−2为基元反应，A k 是与A 的消耗速率相对应的速率常数。
若用B 的生成速率和A k 表示反应速率时，则其速率方程可表示为( ).3.反应A(g)+3B(g)→2C(g)，反应开始时反应物是按化学计量比混合且无产物C 存在(即0,=o c p )。
若将以B 的压力变化表示的消耗速率dtdp B -换成以总压P 表示dtdp-，则)()(dtdp dtdp B --=( ) 4.一定温度下的反应，反应物A→B+C 反应物A 反应掉其初始浓度0,A c 的87.5％需时3min 。
在相同温度下由初始浓度0,0,2/1A A c c =‘开始反应时，其半衰期t 1/2为1min 。
则此反应级数为( )5.已知某反应的反应物无论其初始浓度c A,0为多少，反应掉c A,0的2/3时所需时间均相同，则该反应为( )级反应6.某基元反应A→B+C 的半衰期为t 1/2=10h 。
经30h 后的反应物浓度c A 与初始浓度c A,0的比值为( )7.在恒容恒温下的反应A(g)+B(S)→2C(s)，已知t=0时，P A,0=800kPa;t 1=30s 时，P A,1=400kPa ；t 2=60s 时，P A,2=200kPa;t 3=90s 时，P A,3=100kPa 。
则此反应的半衰期t 1/2=( )；反应级数n=( )；反应速率常数k=( )8.温度为500K 时，某理想气体恒容反应的速率常数c k =20mol -1· dm 3·s -1。
则此反应用压力表示的反应速率常数 p k =( )9.已知反应(1)和(2)具有相同的指前因子，测得在相同温度下升高20K 是，反应(1)和(2)的反应速率分别提高2倍和3倍，说明反应(1)的活化能E a,1( )反应(2)的活化能E a,2，而且在同一温度下，反应(1)的k 1( )反应(2)的k 2。
物理化学 第七章动力学
第十一章 化学动力学§化学反应的反应速率及速率方程1.反应速率的定义非依时计量学反应: 若某反应不存在中间物，或虽有中间物，但其浓度甚微可忽略不计，则此类反应将在整个反应过程中符合一定的计量式。
那么，这类反应就称为非依时计量学反应 某反应的化学计量式：B B0B ν=∑对非依时计量学反应，反应进度ξ定义为：B B d d /n ξν=转化速率为：B B d /d (1/)(d /d )t n t ξξν==& 反应速率为：B B /(1/)(d /d )r V V n t ξν==& 即用单位时间单位体积内化学反应的反应进度来定义反应速率。
对非依时计量学反应，此定义与用来表示速率的物质B 的选择无关，与化学计量式的写法有关。
对于恒容反应，反应速率可表示为：B B (1/)(d /d )r c t ν= 对任何反应： E F G H e f g h +=+G E F Hd d d d 1111d d d d c c c c re tf tg th t=-=-==2.基元反应 定义：如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为基元反应。
基元反应为组成一切化学反应的基本单元。
例如：2222C +M =2C +M C +H =HC +H H +C =HC +C 2C +M =C +Mg g化学反应方程，除非特别注明，一般都属于化学计量方程，而不代表基元反应。
反应机理：反应机理又称为反应历程。
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。
3. 基元反应的速率方程--质量作用定律、反应分子数（1）反应分子数：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。
（2）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系数。
这就是质量作用定律，它只适用于基元反应。
物理化学化学动力学
➢ P值（10-9~1）对1的偏离代表了碰撞理论
的假设所引起的全部误差（碰撞的方向性、 能量传递的时间性、等等）。
➢ P不是一个能量因素，而实质上是一个与分子 构型有关的方位因素。
该理论的优缺点：
(1)描绘了一个虽粗糙但很明确的反应图象。
(2) 给出了Arrhenius公式中指前因子的表达式。
k
Pd
Cl 2 E k1 2Cl E
E1=243 kJ.mol-1
Cl H2 k2 HCl H E2=25 kJ.mol-1
H Cl 2 k3 HCl Cl E3=12.6 kJ.mol-1
2Cl E k4 Cl 2 E
E4=0 kJ.mol-1
解，据式2：
d[H2 dt
]
k2
[Cl][H2
]
由稳态假设： d[Cl] 0 d[H] 0
dtቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
dt
d[Cl] dt
2k1[Cl2
]
k2
[Cl][H
2
]
k3[H][Cl
2
]
2k4[Cl]2
0
d[H] dt k2[Cl][H2 ]k3[H][Cl2 ]0
可得：[Cl]
(
k1 k4
)
1 2
[Cl
2
1
]2
d[H2 dt
]
k2
(
k1 k4
)
1 2
[Cl
L
故： r dcA Z AB • q
dt L
根据气体分子运动论可知：
ZAB
d
L 2 2
AB
(
8πRT
1
) 2 cAcB
dAB
物理化学化学动力学知识点总结
物理化学化学动力学知识点总结一、化学动力学的基本概念1.1 化学动力学的定义化学动力学是研究化学反应速率和反应机理的科学领域，它关注化学反应发生的速度和影响反应速率的因素。
1.2 反应速率的定义反应速率指的是单位时间内反应物消耗或生成物产生的量，通常用摩尔/升或克/升来表示。
1.3 反应速率的计算反应速率可以通过观察反应物浓度随时间的变化来计算，也可以根据剩余物质浓度的变化率来求得。
二、反应速率与浓度变化的关系2.1 反应速率与浓度的关系一般来说，反应速率与反应物的浓度成正比，可以用速率定律来描述。
2.2 速率定律的表达式速率定律可以通过实验得到，一般形式为v = k[A]^m[B]^n，其中v为反应速率，k为速率常数，[A]和[B]分别为反应物的浓度，m和n分别为反应物的反应级别。
2.3 速率常数的影响因素速率常数受温度、催化剂等因素的影响，温度升高可以增加速率常数，催化剂可以降低活化能，从而提高反应速率。
三、反应动力学的研究方法3.1 反应速率的实验测定通过实验测定反应物浓度随时间的变化，可以得到反应速率与时间的关系，从而得到速率常数和反应级数。
3.2 反应机理的研究通过实验测定不同反应条件下的反应速率，可以推断反应机理，进而提出反应的准确机理方程。
3.3 反应活化能的测定通过测定不同温度下的反应速率常数，可以利用阿伦尼乌斯方程计算反应的活化能，从而了解反应的热力学特性。
四、反应平衡和平衡常数4.1 反应的正向和逆向反应在一个封闭的系统中，当正向反应和逆向反应达到动态平衡时，反应速率相等，但各反应物浓度不再改变。
4.2 平衡常数的定义平衡常数（Kc）描述了反应在平衡时各反应物浓度的关系，可以通过实验测定得到。
4.3 平衡常数的计算平衡常数可以根据反应的化学方程式来确定，如果反应中有气体，也可以用分压来表示平衡常数。
五、影响平衡常数的因素5.1 温度的影响温度升高可以改变反应的平衡常数，一般来说，温度升高会使平衡常数偏向热力学不利的方向。
化学动力学的物理化学解释和实际应用
化学动力学的物理化学解释和实际应用化学动力学是研究化学反应速率和反应机理的分支学科，旨在了解和解释化学反应发生的速度和过程。
通过物理化学的原理和方法，可以揭示化学反应背后的机制，并应用于许多重要的实际问题中。
一、物理化学解释在化学动力学中，反应速率是一个核心概念。
反应速率是指单位时间内反应物的浓度变化量，通常通过反应物浓度随时间的变化曲线来表示。
物理化学可以提供几种解释来解释反应速率的变化。
1. 碰撞理论碰撞理论是解释反应速率的重要模型之一。
根据碰撞理论，反应速率与反应物分子之间的碰撞频率和碰撞能量有关。
只有具有足够能量的分子碰撞才能导致反应发生。
因此，随着温度的升高，反应速率也会增加，因为更多的分子能够具备足够的能量来引发反应。
2. 速率方程速率方程是描述反应速率和反应物浓度之间关系的方程。
物理化学可以通过实验数据的分析来确定速率方程的形式和速率常数。
常见的速率方程包括零级、一级和二级反应。
零级反应速率与反应物浓度无关，一级反应速率与单一反应物的浓度成正比，而二级反应速率与两个反应物的浓度的乘积成正比。
3. 反应机理反应机理是描述反应过程中每个步骤和中间物质的详细信息。
物理化学可以通过实验数据和理论计算来推断出反应机理。
反应机理的知识对于理解反应速率的变化以及优化反应条件非常关键。
二、实际应用化学动力学的研究对于许多实际应用具有重要意义。
以下是一些实际应用的例子：1. 化学工业化学工业中的许多反应需要快速进行，以提高产量和效率。
通过研究反应机理和调控反应条件，可以优化工业反应的速率，从而实现工业生产的需求。
2. 环境科学了解化学反应的速率和机制对于环境科学也至关重要。
例如，研究大气中臭氧的生成和分解速率可以帮助我们预测空气污染的程度和趋势。
另外，污水处理中的反应速率也需要仔细研究，以确保有效去除有害物质。
3. 药物开发药物的合成和分解速率对于药物疗效和安全性有着直接的影响。
化学动力学的研究可以帮助药物开发人员确定最佳的合成路线和稳定性条件，从而提高药物的效力和稳定性。
高中物理分解动力学教案
高中物理分解动力学教案
一、教学目标
1. 了解动力学的基本概念和相关公式；
2. 掌握动力学的计算方法；
3. 能够应用动力学原理解决实际问题。
二、教学内容
1. 动力学的基本概念和公式；
2. 牛顿第二定律；
3. 动力学计算实例分析。
三、教学过程
1. 导入：通过一个简单的例子引入动力学的概念，引发学生对动力学的兴趣；
2. 讲解：介绍动力学的基本概念和公式，重点讲解牛顿第二定律及其应用；
3. 实例分析：通过几个实例，让学生练习动力学的计算方法，培养学生解决问题的能力；
4. 拓展：对于一些实际问题，引导学生从动力学的角度进行分析和解决；
5. 总结：总结本节课的重点内容，强化学生的学习效果。
四、教学方法
1. 讲述与示范相结合，形象生动地向学生解释概念和公式；
2. 组织学生进行小组讨论、实例计算等互动环节，激发学生学习兴趣；
3. 引导学生独立解决问题，培养学生的动手能力和思维能力。
五、教学评价
1. 课堂表现：通过学生的课堂表现、小组讨论等方式评价学生的学习情况；
2. 作业评价：布置适量的作业，评价学生对动力学的掌握程度；
3. 测试评价：定期组织测试，评价学生对动力学知识的掌握情况。
六、板书设计
1. 动力学的基本概念及相关公式；
2. 牛顿第二定律的表达式；
3. 实例分析中出现的问题及解题思路。
七、教学反思
通过不断地调整教学方法和内容，激发学生的学习兴趣和动手能力，提高学生对动力学知识的掌握程度，达到教学目标。
二水草酸亚铁热分解反应动力学
二水草酸亚铁热分解反应动力学二水草酸亚铁热分解反应动力学研究一、引言二水草酸亚铁（FeC2O4·2H2O）是一种重要的化合物，具有独特的物理化学性质。
其在一定温度下进行热分解，产物包括二氧化碳（CO2）、水（H2O）以及氧化铁（Fe2O3）。
此反应在冶金、农业、化学和材料科学等领域有广泛的应用。
例如，二水草酸亚铁热分解产物氧化铁可以用于制作红色颜料或铁氧化物，而二氧化碳则可用于制备干冰或工业气体。
此外，二水草酸亚铁热分解反应动力学对于理解其热分解过程，优化反应条件，提高产物的质量和产量具有重要意义。
因此，本文将重点探讨二水草酸亚铁热分解反应动力学。
二、实验方法1.样品制备：本实验采用二水草酸亚铁（FeC2O4·2H2O）作为原料，用研钵将其研磨成粉末，以便后续实验使用。
2.热分解实验：将制备好的二水草酸亚铁粉末放入热分析仪中，在预设的温度范围内进行热分解实验。
实验过程中，通过热分析仪记录各个温度下样品的重量变化。
3.动力学分析：根据实验数据，利用Arrhenius公式计算反应速率常数。
该公式可以表示为：k=Ae-Ea/RT，其中k为反应速率常数，A为频率因子，Ea为活化能，R为气体常数，T为绝对温度。
通过比较不同温度下的反应速率常数，可以研究二水草酸亚铁热分解反应的动力学性质。
三、结果与讨论1.热分解产物：实验结果表明，二水草酸亚铁在热分解过程中产生二氧化碳和水蒸气。
随着温度的升高，二氧化碳和水蒸气的释放速率加快。
当温度达到一定值时，二水草酸亚铁完全分解，释放出二氧化碳和水蒸气。
2.反应动力学分析：根据实验数据，我们计算了不同温度下的反应速率常数。
通过Arrhenius公式计算活化能Ea和频率因子A。
结果表明，二水草酸亚铁的热分解反应为吸热反应，活化能较高，表明该反应需要在较高温度下进行。
同时，频率因子A较大，表明该反应在较高温度下具有较高的反应速率。
3.影响因素：二水草酸亚铁的热分解反应受多种因素影响，如温度、气氛、杂质等。
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第十一、十二章 动力学概念理解1. 反应233O 2O →，速率方程2232d[O ][O ][O ]d k t-=或2332d[O ][O ][O ]d k t '-=，k 与k '的关系应为： A. 2k =k ' B. k = k ' C. 3k =2k ' D. 2k =3k ' 2. 简单反应A B D a b d +=,已知a b c <<，则速率常数A k 、B k 、D k 的关系为： A.A B D k k k a b d <<B. A B D k k k <<C. A B D k k k >>D. A B D k k ka b d>> 3. 关于反应速率r ，表达不准确的是：A. 与体系的大小无关而与浓度的大小有关B. 与各物质的浓度标度选择有关C. 可为正值也可为负值D. 与反应方程式写法无关4. 基元反应A 2D 3G +→,在298K 以及23dm 的容器中进行，若某时刻反应进度随时间的变化率为0.3-1mol s ⋅，则此时的G 的生速率（单位：-3-1mol dm s ⋅⋅）为：A. 0.15B. 0.9C. 0.45D.0.2 5. 基元反应A B G a b g +=的速率表达式中，不准确的是：A. A d[A][A][B]d a b k t -= B. B d[B][A][B]d a b k t -= C. G d[G][G]d g k t = D. G d[G][A][B]d a b k t=6. 某一反应在有限的时间内可反应完全，所需时间为0/c 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 B 放入1L 的容器中混合并反应，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. 1:2B. 1:4C. 1:6D. 1:8 8. 关于反应级数，说法准确的是：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1t 与反应完成50%的时间2t 之间的关系为：A. 12t t =B. 124t t =C. 127t t =D. 125t t =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. 32B. 36C. 40D. 6011. 有相同的初速度的反应物在相同的温度下，经一级反应时，半衰期为1/2t ；若经二级反应，其半衰期为1/2t '，那么： A. 1/21/2t t '= B. 1/21/2t t '> C. 1/21/2t t '< D. 两者大小无法比较 12. 起始浓度都相同的三级反应的直线图应该是（c 为反应物浓度，n 为级数）：13. 某化合物与水相作用时，其起始浓度为1-3mol dm ⋅，1h 后为0.5-3mol dm ⋅，2h 后0.25-3mol dm ⋅。
则反应级数为：A. 0B. 1C. 2D. 314. 某反应速率常数k =21.7410-⨯-1-3-1mol dm min ⋅⋅，反应起始浓度为1.0-3mol dm ⋅，其半衰期1/2t 与反应物起始浓度为2-3mol dm ⋅时的半衰期1/2t '的关系为： A. 1/21/22t t '= B. 1/21/22t t '= C. 1/21/2t t '= D. 1/21/24t t '= 15. 某反应速率常数k =22.3110-⨯-1-3-1mol dm min ⋅⋅，反应起始浓度为1.0-3mol dm ⋅。
则半衰期为： A. 43.29s B. 15s C. 30s D. 21.65s 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，则反应是： A. 二级反应 B. 三级反应 C. 0.5级反应 D. 零级反应 17. 反应A B C D +→+的速率方程[A][B]r k =，则反应：A. 是二分子反应B. 是二级反应，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 18. 已知某反应过程为11AB k k -，2B D P k +−−→，则B 的浓度随时间的变化率d[B]d t-是： A. 12[A][D][B]k k - B. 112[A][B][D][B]k k k --- C. 112[A][B][D][B]k k k --+ D. 112[A][B][D][B]k k k --++ABCD19.对于可逆一级反应12AB k k ，下列叙述正确的是：A. 平衡时A B c c =B. 平衡时11k k -=C. 总反应速率为正、逆反应速率的代数和D. 加入正催化剂可以使11k k ->20. 某温度时，平行反应1A B k −−→，2A C k −−→的1k 与2k 分别为0.0081min -和0.0021min -，那么100min 后A 的转化率为：A. 100%B. 81.9%C. 44.9%D. 63.2% 21. 对复杂反应121AB C k k k -−−→可用平衡近似处理时，11[B][A]K k k -==。
为了不扰乱快速平衡，①B C →必为慢步骤；②B C →必为快步骤；③1k k -=；④11k k ->>；⑤11k k -<<。
A. ①B. ②③C. ①⑤D. ①④22. 对自由基反应A B C A B C ⋅+-→-+⋅，已知摩尔等压反应热为-90-1kJ mol ⋅，B C -的键能是210-1kJ mol ⋅，那么逆向反应的活化能为：A. 10.5-1kJ mol ⋅B. 100.5-1kJ mol ⋅C. 153-1kJ mol ⋅D. 300-1kJ mol ⋅23. 某反应的活化能是33-1kJ mol ⋅，300K 时，温度增加1K ，反应速率系数增加的百分数约为： A. 4.4% B. 9.4% C. 11% D. 50%24. 一个基元反应，正反应的活化能是逆反应活化能的2倍，反应吸热120 -1kJ mol ⋅，则正反应的活化能是(-1kJ mol ⋅)：A. 120B. 240C. 360D. 6025. 对于连串反应12A B D k k −−→−−→，已知12E E >，要想提高产品B 的百分数，应：A. 增加原料AB. 及时移去DC. 降低温度D. 升高温度反应26.平行反应1A B k −−→，2A D k −−→。
已知12E E >，设两反应的指前因子相等。
当温度不断升高时，最后则有：A. B D c c >B. B D c c <C. B D c c =D. ()B D c c -最大27. 反应31A B C E E −−→−−→，2A D E −−→。
已知12E E >，13E E <，要提高产物B 的产率，应：A. 提高温度B. 降低温度C. 反应器入口提高温度，出口处降低温度D. 反应器入口降低温度，出口提高温度28. 平行反应1B P −−→，2B Q −−→。
已知活化能12E E >，指前因子12A A >。
若要提高产物P 的产率，则应：①降低反应温度；②提高反应温度；③加入适当催化剂；④延长反应时间。
A. ①③B. ②④C. ③④D. ②③29. 复杂反应的表观速率常数k 与各基元反应速率常数之间的关系为1214(/2)k k k k =，则表观活化能与各基元反应活化能i E 间的关系为：A. a 214(2)/2E E E E =+-B. a 214()/2E E E E =+-C. 1a 214()E E E E =+-D. a 214(/2)/2E E E E =⋅ 30. 下列关于一级反应的有关说法中不正确的是：A. ln c 对时间t 作图得一直线B. 反应物消耗3/4所需的时间与起始浓度无关C. 同一反应在不同起始浓度下其1/2t 不同D. 速率系数的单位为⎡⎤⎣⎦-1时间31. 下列反应中，不是基元反应的是：A. 2Cl H HCl H +→+B. 22I H 2HI +→C. 2H O +=+蔗糖果糖葡萄糖D. 22H Cl 2HCl +→32. 对平行反应的描述中，不正确的是(A 为反应物，B 、C 为产物，且a,1a,2E E >)： A.12k k 不随温度变化 B. d[A]d[B]d[C]d d d t t t -=+ C.12[B][C]k k =D. 12d[B]d d[C]d k tk t= 33. 下列反应中活化能最小的是：A 2N +M N +N +M → B. 2425HI +C H C H I → C. 423H +CH H +CH → D. 2Cl +Cl +M Cl +M → 34. 2A(g)B(g)→为二级反应，速率方程可表示为2A Ad 12d c c k c t =-或2A A d d p p k p t-=，则速率系数c k 与p k 的关系为：A. p c k k =B. 2p c k k =C. 2c p k k RT =D. c p kk RT= 35. 已知反应22A(g)A (g)→为双分子反应，起始时只有A 物质，压力为0p 。
实验测得不同时间t 时体系总压是t p 。
下列关系成立的是：A. 0lnt p p 对t 成直线关系 B. 1tp 对t 成直线关系 C.01t p p -对t 成直线关系 D. 012t p p -对t 成直线关系36. 对于1-1型对峙反应A B ，在一定条件下达到平衡，有关描述不正确的是：A. r r +-=B. k k +-=C. [B][A]k k +-=D. 温度升高时，通常r +、r -都增大 37. 微观可逆性原则不适用的反应是：A. 22H I HI +=B. 2H O +=+蔗糖果糖葡萄糖C. 2Cl Cl Cl ⋅+⋅=D. 325325CH COOC H OH CH COO C H OH --+=+ 38. 双分子气相反应A + B = D ，阈能为40kJ·mol -1，有效碰撞分数是4610-⨯，反应进行的温度是： A. 694K B. 921K C. 268K D. 1202K39. 双分子气相反应A + B = D ，阈能为50kJ·mol -1，反应在400K 时进行，该反应的活化能E a 为： A. 53.33kJ·mol -1 B. 46.67kJ·mol -1 C. 51.67kJ·mol -1 D. 48.33kJ·mol -1 40. 关于阈能，下列说法正确的是：A. 阈能的概念只适用于基元反应B. 阈能值与温度有关C. 阈能是宏观量、实验值D. 阈能是活化分子相对平动能的平均值 41. 在碰撞理论中，校正因子P 小于１的主要因素是：A. 反应的系统是非理想的B. 分子碰撞的激烈程度不同C. 空间的位阻效应D. 分子间的作用力 42. 由气体碰撞理论可知，分子碰撞次数：A. 与温度无关B. 与温度成正比C. 与绝对温度成正比D. 与绝对温度的平方根成正比 43. 有关碰撞理论的叙述中，不正确的是：A. 能说明质量作用定律只适用于基元反应B. 证明活化能与温度有关C. 可从理论上计算速率常数与活化能D. 解决分子碰撞频率的计算问题 44. 有关绝对反应速率理论的叙述中，不正确的是： A. 反应分子组实际经历途径中每个状态的能量都很低B. 势能垒是活化络合物分子在马鞍点与反应分子的平均能量之差C. 活化络合物在马鞍点的能量最高D. 反应分子组越过马鞍点后可能返回始态45. 对于气相基元反应，下列条件：①温度降低；②活化熵越负；③活化焓越负；④分子有效碰撞直径越大。