物理化学第六章课件1

CatalyticconverterscatalyzethereactionofN2OintoN2.Thereactioniszeroorder.6.2.1零级反应Catalyticconverterscatalyze16.2.2一级反应例子镭的放射性反应1.速率方程式反应k1的单位为s-1；6.2.2一级反应例子镭的放射性反应1.速率方程式反应22.半衰期6.2.2一级反应2.半衰期6.2.2一级反应3只有当时间t,浓度C0。这说明一级反应不能进行完全。半衰期只有当时间t,浓度C0。这说明一级反应不能进4线性关系线性关系5一级反应的特点：1)k1的单位为s-1；2)lnc与t呈线性关系；3)反应不完全；4)半衰期与c0无关。6.2.2一级反应一级反应的特点：1)k1的单位为s-1；2)ln6某金属Po的同位素进行放射，14天后同位素活性降低6.85%。试求此同位素的蜕变常数和半衰期，要分解90%，需经多长时间？解：同位素的放射反应为一级反应。应用：利用同位素的放射性测定年代某金属Po的同位素进行放射，14天后同位素活性解：同位71960NoblePrizeUSA1908/12/17~1980/09/08Applicationof14Cforagedeterminations(radiocarbondating)WillardF.LibbyWiththesethingsitispossibletoobtainradiocarbondateswhichareconsistentandwhichmayindeedhelprollbackthepagesofhistoryandrevealtomankindsomethingmoreabouthisancestors,andinthiswayperhapsabouthisfuture.NobelLecture,December12,19601960NoblePrizeWillardF.Lib86.2.3二级反应2AP纯二级反应A+BP混合二级反应

A+BP

ab0cA=a-xcB=b-xx6.2.3二级反应2AP9物理化学第六章课件110当a=b时(纯二级反应)，6.2.3二级反应2AP当a=b时(纯二级反应)，6.2.3二级反应2A11线性关系6.2.3二级反应线性关系6.2.3二级反应12二级反应的特点：1)k的单位为mol-1dm3s-1；2)1/C线性正比于t；3)反应不完全。4)半衰期6.2.3二级反应二级反应的特点：1)k的单位为mol-1dm3s-13例如:2)分解反应3)再结合1)水解C12H22O11+H2O

C12H22O11+C12H22O116.2.3二级反应例如:2)分解反应3)再结合1)水解C12H22O1114C12H22O11+H2O

C12H22O11+C12H22O111850年,Wilhelmy的实验指出反应的速率方程为:因为水的量较大，在反应中可视为不变。准一级反应(Pseudofirstorderreaction)6.2.3二级反应C12H22O11+H2O1850年,Wi15一级反应：k

的单位为

s-1；二级反应：k

的单位为mol-1dm3s-1AP2APA+BP一级反应、二级反应小结一级反应：k的单位为s-1；二级反应：k的单16思考题：1.一个反应进行完全所需时间是2t1/2，对吗？2.对于一级反应，反应的时间能否靠提高初始浓度来缩短？二级反应情况如何？3.对于气相反应，用压力代替浓度计算反应速率系数时，一、二级反应的影响情况如何？思考题：1.一个反应进行完全所需时间是2t1/2，对176.2.4n级反应Forn1请同学阅读教材，自己推导。6.2.4n级反应Forn1请同学阅读教材，自18各简单级数反应(n=0,1,2)的特点：反应类型、反应速率方程微分式、积分式、线性关系、半衰期、速率系数k的量纲/单位本节小结各简单级数反应(n=0,1,2)的特点：反应类型、反应速率方19在这一节中，我们将讨论比A+BP更复杂的反应，建立速率方程。6.3复杂反应在这一节中，我们将讨论比A+BP更复杂的反应，建20典型复杂反应6.3.1对峙反应(OpposingReaction)6.3.2平行反应(ParallelReaction)6.3.3连串反应(ConsecutiveReaction)6.3复杂反应典型复杂反应6.3.1对峙反应(OpposingR216.3.1对峙反应(OpposingReaction)

或称可逆反应(reversiblereaction)绝大多数反应是可逆的，例如，正方向和负/逆方向的反应同时进行。aA+bBgG+hHk+k-6.3复杂反应1)动力学平衡常数2)速率方程6.3.1对峙反应(OpposingReaction)221)动力学平衡常数对于包含基元反应的复杂反应：aA+bBgG+hHk+k-6.3.1对峙反应1)动力学平衡常数对于包含基元反应的复杂反应：aA+b23当r+与r-相等时，r+=r-,平衡建立,因此有6.3.1对峙反应当r+与r-相等时，r+=r-,平衡建立,因此24用这种方法我们建立了平衡常数与简单反应速率常数间的关系定义为动力学平衡常数，该关系只适用于基元/简单反应。6.3.1对峙反应用这种方法我们建立了平衡常数与简单反应速率常数间的关系25对于1-1级对峙反应:2)速率方程ABk+k-t=0a0t=ta-xxt=tea-xexe6.3.1对峙反应对于1-1级对峙反应:2)速率方程ABk+k-t=26B的浓度变化来自两方面的贡献：以速率为k+[A]的正方向上B积累，反方向上B消耗，速率为k-[B]。因此B的浓度变化总速率用下式表示：6.3.1对峙反应分析：B的浓度变化来自两方面的贡献：以速率为k+[A]的正方向上B27在平衡条件下6.3.1对峙反应在平衡条件下6.3.1对峙反应286.3.1对峙反应k+和k-可以通过测量t时刻时的x和平衡浓度得到。6.3.1对峙反应k+和k-可以通过测量t时刻时的29类似于一级反应的速率方程6.3.1对峙反应类似于一级反应的速率方程6.3.1对峙反应30应用：放热对峙反应最佳温度的选择6.3.1对峙反应应用：放热对峙反应最佳温度的选择6.3.1对峙反应31设计工业反应器：反应在最佳温度下进行6.3.1对峙反应设计工业反应器：反应在最佳温度下进行6.3.1对峙反应327.3.2平行反应(parallelreaction)又称竞争反应(competingreaction)C2H5OHC2H4+H2OC2H5OC2H5+H2O(CH3)2COHCHO+CH4

C2H4+CO6.3复杂反应7.3.2平行反应(parallelreaction33ABCk1k26.3.2平行反应ABCk1k26.3.2平行反应34当当6.3.2平行反应当当6.3.2平行反应35积分形式:6.3.2平行反应积分形式:6.3.2平行反应36ABCk1k2ABCa00a-xyzx=y+z6.3.2平行反应ABCk1k2ABCa00a-xyzx=y+z6.3376.3.2平行反应6.3.2平行反应38物理化学第六章课件139并指出反应的选择性.产物的浓度之比等于速率系数之比。6.3.2平行反应－平行反应的特征级数相同并指出反应的选择性.产物的浓度之比等于速率系数之比。6.340ABCk1k2主反应(mainreaction):

k值较大的反应.副反应(sidereaction)6.3.2平行反应ABCk1k2主反应(mainreaction):41平行反应的选择性可以通过催化剂得到改善。FeCl36.3.2平行反应平行反应的选择性可以通过催化剂得到改善。FeCl36.3.242CatalyticconverterscatalyzethereactionofN2OintoN2.Thereactioniszeroorder.6.2.1零级反应Catalyticconverterscatalyze436.2.2一级反应例子镭的放射性反应1.速率方程式反应k1的单位为s-1；6.2.2一级反应例子镭的放射性反应1.速率方程式反应442.半衰期6.2.2一级反应2.半衰期6.2.2一级反应45只有当时间t,浓度C0。这说明一级反应不能进行完全。半衰期只有当时间t,浓度C0。这说明一级反应不能进46线性关系线性关系47一级反应的特点：1)k1的单位为s-1；2)lnc与t呈线性关系；3)反应不完全；4)半衰期与c0无关。6.2.2一级反应一级反应的特点：1)k1的单位为s-1；2)ln48某金属Po的同位素进行放射，14天后同位素活性降低6.85%。试求此同位素的蜕变常数和半衰期，要分解90%，需经多长时间？解：同位素的放射反应为一级反应。应用：利用同位素的放射性测定年代某金属Po的同位素进行放射，14天后同位素活性解：同位491960NoblePrizeUSA1908/12/17~1980/09/08Applicationof14Cforagedeterminations(radiocarbondating)WillardF.LibbyWiththesethingsitispossibletoobtainradiocarbondateswhichareconsistentandwhichmayindeedhelprollbackthepagesofhistoryandrevealtomankindsomethingmoreabouthisancestors,andinthiswayperhapsabouthisfuture.NobelLecture,December12,19601960NoblePrizeWillardF.Lib506.2.3二级反应2AP纯二级反应A+BP混合二级反应

A+BP

ab0cA=a-xcB=b-xx6.2.3二级反应2AP51物理化学第六章课件152当a=b时(纯二级反应)，6.2.3二级反应2AP当a=b时(纯二级反应)，6.2.3二级反应2A53线性关系6.2.3二级反应线性关系6.2.3二级反应54二级反应的特点：1)k的单位为mol-1dm3s-1；2)1/C线性正比于t；3)反应不完全。4)半衰期6.2.3二级反应二级反应的特点：1)k的单位为mol-1dm3s-55例如:2)分解反应3)再结合1)水解C12H22O11+H2O

C12H22O11+C12H22O116.2.3二级反应例如:2)分解反应3)再结合1)水解C12H22O1156C12H22O11+H2O

C12H22O11+C12H22O111850年,Wilhelmy的实验指出反应的速率方程为:因为水的量较大，在反应中可视为不变。准一级反应(Pseudofirstorderreaction)6.2.3二级反应C12H22O11+H2O1850年,Wi57一级反应：k

的单位为

s-1；二级反应：k

的单位为mol-1dm3s-1AP2APA+BP一级反应、二级反应小结一级反应：k的单位为s-1；二级反应：k的单58思考题：1.一个反应进行完全所需时间是2t1/2，对吗？2.对于一级反应，反应的时间能否靠提高初始浓度来缩短？二级反应情况如何？3.对于气相反应，用压力代替浓度计算反应速率系数时，一、二级反应的影响情况如何？思考题：1.一个反应进行完全所需时间是2t1/2，对596.2.4n级反应Forn1请同学阅读教材，自己推导。6.2.4n级反应Forn1请同学阅读教材，自60各简单级数反应(n=0,1,2)的特点：反应类型、反应速率方程微分式、积分式、线性关系、半衰期、速率系数k的量纲/单位本节小结各简单级数反应(n=0,1,2)的特点：反应类型、反应速率方61在这一节中，我们将讨论比A+BP更复杂的反应，建立速率方程。6.3复杂反应在这一节中，我们将讨论比A+BP更复杂的反应，建62典型复杂反应6.3.1对峙反应(OpposingReaction)6.3.2平行反应(ParallelReaction)6.3.3连串反应(ConsecutiveReaction)6.3复杂反应典型复杂反应6.3.1对峙反应(OpposingR636.3.1对峙反应(OpposingReaction)

或称可逆反应(reversiblereaction)绝大多数反应是可逆的，例如，正方向和负/逆方向的反应同时进行。aA+bBgG+hHk+k-6.3复杂反应1)动力学平衡常数2)速率方程6.3.1对峙反应(OpposingReaction)641)动力学平衡常数对于包含基元反应的复杂反应：aA+bBgG+hHk+k-6.3.1对峙反应1)动力学平衡常数对于包含基元反应的复杂反应：aA+b65当r+与r-相等时，r+=r-,平衡建立,因此有6.3.1对峙反应当r+与r-相等时，r+=r-,平衡建立,因此66用这种方法我们建立了平衡常数与简单反应速率常数间的关系定义为动力学平衡常数，该关系只适用于基元/简单反应。6.3.1对峙反应用这种方法我们建立了平衡常数与简单反应速率常数间的关系67对于1-1级对峙反应:2)速率方程ABk+k-t=0a0t=ta-xxt=tea-xexe6.3.1对峙反应对于1-1级对峙反应:2)速率方程ABk+k-t=68B的浓度变化来自两方面的贡献：以速率为k+[A]的正方向上B积累，反方向上B消耗，速率为k-[B]。因此B的浓度变化总速率用下式表示：6.3.1对峙反应分析：B的浓度变化来自两方面的贡献：以速率为k+[A]的正方向上B69在平衡条件下6.3.1对峙反应在平衡条件下6.3.1对峙反应706.3.1对峙反应k+和k-可以通过测量t时刻时的x和平衡浓度得到。6.3.1对峙反应k+和k-可以通过测量t时刻时的71类似于一级反应的速率方程6.3.1对峙反应类似于一级反应的速率方程6.3.1对峙反应72应用：放