高中化学竞赛辅导课件第三章化学动力学基础

lnc-t 曲线应为直线
ln{c (N2O5)}
-1.5
-2.5
-3.5
-4.5 0
2000 4000 6000 8000 t /s
半衰期：
当反应物A的转化率为50%时所需的
反应时间称为半衰期，用 t1 / 2 表示。
对于一级反应,其半衰期为：
ln ct1/ 2 c
kt1/ 2 ,
0
则
1 ln2 kt1/2
2 + 1 2 g N 2 2 g H O N 2 g H 2 O g kcNO 2 cH2 2 + 2
S2O82aq3Iaq
2SO24aqI3aq
kS c 2O 8 2 -cI- 1 + 1
1+3
5Br aq Br 3 a O q 6 H aq kcBr-
3B 2ar q 32 H O aq
2. 瞬时速率
时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极
限。
limcB dcB
t0 t dt
d c B 为导数，它的几何意义是c-t曲线上某 dt 点的斜率。例如270s时的瞬时速率：
A点的斜率= (50.5 8 .10 4)4 0120 2.5 81 0 5
. 2 5 1 80 m L o sl
VSTO P2/mLcN 2O 5/mL o 1 l /mL o 1sl 1
0
0.000 0.200
7.29105
300 1.15 0.180
6.46105
600 2.18 900 3.11 1200 3.95 1800 5.36
0.161 0.144 0.130 0.104
5.80105
:cN2O 5/s1
0
3.65104 1800
3.64104
300 3.59104 2400
3.62104
600 3.60104 3000
3.69104
900 3.62104 4200
3.61104
1200 3.61104
5400
3.68104
N2O5的分解速率及N2O5浓度的比值是 恒定的，即反应速率υ及c(N2O5)成正比。
化学计量 方程式
速率 方程
反应 计量 级数 数
N H 2 O 2g N g I O g C 2 g O C g O 2 2 H g 5 00g K I k kcH c N 2c 2 O I 2 2
1
2 +
1
1+1 1+1
2 N g O O 2 g 2 N 2 g O kN c O 2c(O 2) 2 + 1 2 + 1
c BrO3- c H
2
1
+
1
+
25
+
1
+
6
3.2.2 由实验确定反应速率方程的 简单方法—初始速率法
例如：2 N g 2 H O 2 g 1 k 0 N 2 7 g 3 2 H 2 O g
反应的有关实验数据如下：
试验编号 cH 2/m ( L o 1)lcN/O m ( o L -1)l/(moLl1s1)
kc N 2O 5亦可写为：
ddct kc(N2O5),
dc kdt c
ct c0
dc(N2O5) c(N 2O5)
0tkdt
lnct(N2O5) kt c0(N2O5)
通式ln： ct(A) kt(一级反应） c0(A)
又 l c n t( A ) ： k lt c n 0 ( A )
可见：kc(N2O5)
对于一般的化学反应：
a A b B yY zZ
kcA cB
α,β—反应级数：若α=1，A为一级反应； β=2，B为二级反应，则α+β=3，总反应级数
为3。α，β必须通过实验确定其值。通常
α≠a,β≠b。 k —反应速率系数：零级反应 mol·L-1 ·s-1；
一级反应 s-1；二级反应 (mol·L -1)-1 ·s-1； k 不随浓度而变，但受温度的影响，通常温度 升高， k 增大。
例：2Nຫໍສະໝຸດ BaiduO5(CCl4)
2N2O4 (CCl4) + O2(g)
t1= 0 s
c1(N2O5) = 0.200 mol·L-1
t2=300 s
c2(N2O5) = 0.180 mol·L-1
m L -o 1 3 . 3 l 1 5 m 0L - 1 o s - 1 2 3s 00
高中化学竞赛辅导课 件第三章化学动力学
基础
§3.1 化学反应速率的概念
3.1.1 定容反应的反应速率 3.1.2 平均速率及瞬时速率
3.1.1 定容反应的反应速率
如果体积不变：
d dnB dcB Vdt VBdt Bdt
1B ct
t 0时
对于一般的化学反应：
aA + bB
yY + zZ
dcAdcBdcYdcZ
1
6
7.9107
2
6
3.2106
3
6
4 1.3105
4
3
4 6.4106
5
5
4 3.2106
该反应的速率方程式：
k c N 2 O c (H 2 )
对NO而言是二级反应，对H2而言是一 级反应。
试问如何求出反应速率系数？
3.2.3 浓度及时间的定量关系
N2O5在CCl4中的分解速率方程为：
因ct1/ 2
1 2
c0,
t1/2
ln2 k
0.693 k
零级、一级、二级反应的速率方程总结：
反应 反 应 速 级数 率 方 程
积分速率 方程式
对 t 的 图 直线 是 直 线 斜率
5
-1-1
§3.2 浓度对反应速率的影响 —速率方程式
3.2.1 化学反应速率方程式
3.2.2 由实验确定反应速率方程的 简单方法—初始速率法
3.2.3 浓度及时间的定量关系
3.2.1 化学反应速率方程式
40℃，CCl4中N2O5分解反应的υ：c( N2O5 )
t /s :cN 2O 5/s 1 t /s
adt bdt ydt zdt 对于定容的气相反应：
1 dpB B dt
3.1.2 平均速率及瞬时速率
1. 平均速率 某一有限时间间隔内浓度的变化量。
1B ctB
t 0时
40℃，5.00mLCCl4中N2O5的分解速率
2N2O5(CCl4) 2N2O4(CCl4)+ O2(g)
t/ s
5.21105
4.69105
3.79105
2400 6.5 3000 7.42 4200 8.75
0.084 0.068 0.044
3.04105 2.44105 1.59105
5400 9.62 6600 10.17
0.028 0.018
1.03105
7800 10.53 0.012
11.2 0.0000