级反应级数测定

,单击此处编辑母版标题样式,#,12,3,具有简单级数的化学反应,一、一级反应,例,A B +C,特点：,(1),k,单位：,s,-1,min,-1,h,-1,(2)ln,c,A,t,呈直线,且,slope=-,k,(3),半衰期：,y,=1/2,半衰期与初始浓度无关,二、二级反应,例,A +B P,a,0,t,=0,t,二级反应：,=1,=,1,b,a,-,x,b,-,x,x,则,1.,若,a,=,b,：则,特点,：,(1),k,：,m,3.,mol,-1.,s,-1,(2)1/,c,A,t,呈直线，且,slope=,k,(3),半衰期与初始浓度成反比,2.,若,a,b,：则,特点,：,(1),k,：,m,3.,mol,-1.,s,-1,(2),呈直线，且,slope=(,a,-,b,),k,三、零级反应和三级反应,1.,零级反应：,例,A P,则,特点,：,(1),k,：,mol,.,m,-3.,s,-1,(2),呈直线，且,slope=-,k,(3),半衰期与初始浓度成正比,(4),完成反应时间有限，为,a,/,k,2.,三级反应：自学,总结,(,动力学,ABC),：,1.,牢记特点：,(1),k,：,n,=0,时,mol,.,m,-3.,s,-1,n,=1,时,s,-1,n,=2,时,m,3.,mol,-1.,s,-1,(2),c,t,关系：,反应,AP,，若,n,0,，则,c,A,t,直线，且,slope=-,k,反应,AP,，若,n,1,，则,ln,c,A,t,直线，且,slope=-,k,反应,A+BP,，若,n,2,a,=,b,：,1/,c,A,t,直线，且,slope=,k,a,b,：,直线，,且,slope=(,a,-,b,),k,(3),半衰期：,n,0,n,1,n,2,2.,掌握方法：微分方程 解方程 特点,思考：,反应,2A+BP,，若,r,=,kc,A,c,B,，此二级反应的特点是什么？,12,4,反应级数的测定,(Determination of reaction orders),确定速率方程，主要任务是确定级数，靠,实验测定,。,一、几点说明,1.,两种实验方案,方案,1,：用一个样品,方案,2,：用多个样品,2.,一种测定方法：,c,t,关系,3.,两种数据处理方法,积分法：以积分形式的速率方程为依据,微分法：以微分形式的速率方程为依据,二、,r,=,kc,A,n,型反应级数的测定（一元幂函数）,方案,1,一个样品,测量,c,A,：,a,c,1,c,2,c,3,c,4,t,：,0,t,1,t,2,t,3,t,4,数据处理,积分法,微分法,1.,积分法,(1),作图法：作,c,A,t,图，若直线，,则,n,=0,，且,slope=-,k,作,ln,c,A,t,图，若直线，,则,n,=1,，且,slope=-,k,依次类推,(2),尝试法：,若,k,近似为常数，则,n,0,若,k,近似为常数，则,n,1,依次类推,作图法与尝试法实际上相同。,试法具有盲目性,(3),半衰期法：,即,呈直线，且,slope=1-,n,a,a,/4,a,/2,a,/8,c,A,t,找出不同初始浓度时的半衰期。,然后作,直线。,2.,微分法,c,A,：,a,c,1,c,2,c,3,c,4,t,：,0,t,1,t,2,t,3,t,4,r,：,r,0,r,1,r,2,r,3,r,4,c,A,t,r,0,r,1,r,2,lg,r,lg,c,A,slope=,n,方案,2,多个样品,(,初始浓度不同,),测量,c,A,：,a,1,c,1,c,2,t,：,0,t,1,t,2,测量,c,A,：,a,2,c,1,c,2,t,：,0,t,1,t,2,其他样品类同,c,t,r,0,3,微分法处理数据,a,1,a,2,a,3,r,0,2,r,0,1,求得各样品的初始速率,lg,r,0,lg,a,slope=,n,动力学实验中的配方技巧：为便于处理数据，有许多配方技巧。,例如“加倍法”，即,a,2,2,a,1,，,a,3,=2,a,2,等。当作出第一张图,(,c,t,),后，表现为：,若,r,0,2,=,r,0,1,，则,n,=0,若,r,0,2,=2,r,0,1,，则,n,=1,若,r,0,2,=4,r,0,1,，则,n,=2,三、,r,=,kc,A,c,B,c,C,型反应级数的测定 （多元幂函数）,思路,：设法将多元函数,r,=f(,c,A,c,B,c,C,),在特定条件下变成一元函数，逐个测定,、,、,。,以测,为例,方案,1,一个样品,a,b,，,a,0,，,T,k,；,ln,k,1/,T,呈直线。,(,许多反应在,T,500K,时，特别,T,100K,时,),例：已知某反应在,T,1,时速率系数为,k,1,，且活化能为,E,。试求任意温度时,T,2,，,k,2,？,(2),A,和,E,是反应本性的宏观表现：,称动力学参量,(,动力学理论的任务就是计算并解释,A,和,E,),E,在动力学中的重要性：,活化能的定义,12,6,活化能及其对反应速率的影响,一、元反应的活化能,活化分子的概念：例双分子反应,A+BP,，,能量较高的相互碰撞时,可能使反应发生的分子对,A-B,活化分子,反应物,R,E,产物,活化能的意义：,活化分子的平均能量,普通反应物分子的平均能量,R,Tolmann,指出：,E,具有能垒的含义。,