§6.4典型的复杂反应 一个复杂反应可以由两个或多个简单反应组成 几种典型复杂反应: 对峙反应(可逆反应) 平行反应 连续反应 一、) 对峙反应(Opposing Reaction) 一个化学反应在正向和逆向都能同时进行 的反应一一可逆反应
1 §6. 4 典型的复杂反应 一个复杂反应可以由两个或多个简单反应组成 几种典型复杂反应: 对峙反应(可逆反应) 平行反应 连续反应 一、对峙反应(Opposing Reaction) 一个化学反应在正向和逆向都能同时进行 的反应 ——可逆反应
(1)1一1级可逆(对峙)反应 讨论正向和逆向都是简单的一级反应 (单分子反应) A k. B t=0 C 0 t=t CA X CA=CAO-X r+三 + CA =k+(CA0-X) r.=k.CB=k.x 2
2 (1)1-1 级可逆(对峙)反应 讨论正向和逆向都是简单的一级反应 (单分子反应) t=0 CA0 0 t = t CA x CA=CA0-x r+ = k+ CA = k+ (CA0 - x) r- = k- CB = k- x
)速率方程 反应的净速率=r+-r.=r dx dt dt dt 速率方程 dx dt =k.(Cao-x)-k_x=k.Co-(k+k_)x 过) 动力学方程 C0花k dx 是 k.+k)闪=(+kd
3 i) 速率方程 反应的净速率=r+ - r- = r dt dx dt dC dt dCA B = − = = k C x k x dt dx = + A − − − ( ) 0 k C k k x A ( ) = + 0 − + + − ii) 动力学方程 = + − + + − x t A dt k C k k x dx 0 01 0 ( ) + − + + − + − = + − + x + t A k k dt k C k k x d k k x 0 01 0 ( ) ( ) [( ) ] 速率方程
k.CA0 L.n k.Co-(k)x =(k.+k)t Ln C40 C。-《+ =(k.+k)t 动力学方程 k ii) 引入平衡浓度,设平衡时产物B 的浓度为X。r+=r. k+(CA0-xe)=k.xe C0= e k+CAo=(k++k)xe k
4 k k t k C k k x k C Ln A A ( ) ( ) 0 0 + − + + − + = + − + k k t x k k k C C Ln A A ( ) ( ) 0 0 + − + + − = + + − 动力学方程 iii) 引入平衡浓度,设平衡时产物 B 的浓度为 xe r+ = rk+ (CA0 - xe ) = k- xe k+ CA0 = (k+ + k- ) xe A e x k k k C + + + − 0 =
把CA0代入上面方程: xe =(k.+k)t 尤。-X 这是11级对峙反应的动力学方程 说明:①求k+与k 平衡浓度x。可测出,CA0已知 测定出x~t数据 In 。一~t作图,斜率=k++k
5 把 CA0 代入上面方程: k k t x x x Ln e e ( ) = + + − − 这是 1-1 级对峙反应的动力学方程 说明:① 求 k+与 k- 平衡浓度 xe可测出,CA0 已知 测定出 x ~ t 数据 t x x x L n e e ~ − 作图 ,斜率= k+ + k-
平衡常数KK= Xe k CX0-Xe 即可解出k+、k ② 1-1级反应的C~t图 te te t 当反应达到某一时刻t。之后 CA,C.的值不随时间变化,r+=r
6 平衡常数 K 即可解出 k+ 、 k- ② 1-1 级反应的 C ~ t 图 当反应达到某一时刻 te 之后 CA , CB的值不随时间变化,r+ = r- − + = − = k k C x x K A e e 0
(2)速率常数与平衡常数的关系 K- k 是否对任何对峙反应都成立? k 平衡时:r4=r.K- 「产物1东数1 口[反应物]系数1 平衡 K=B)e是无条件成立的 若该反应正负方向均为基元反应 或r=kCCB,a,b为计量系数时 K= k k 7
7 (2)速率常数与平衡常数的关系 − + = k k K 是否对任何对峙反应都成立? 平衡时: r+ = rK = [i (Bi ) i ]e 是无条件成立的 若该反应正负方向均为基元反应 或 r = k CA a CB b , a, b 为计量系数时 − + = k k K
若不为基元反应,且r=kCa“CBP,B 不是计量系数,只是反应级数 K≠ k 例: aA+bB→gG+hH 若为基元反应,或r+=k+Ca”CBb r.=k. 平衡时:+=工K← H 8
8 若不为基元反应,且 r = k CA CB , , 不是计量系数,只是反应级数 − + k k K 例: aA + bB ⎯→ gG + hH 若为基元反应,或 r+ = k+ CA a CB b r- = k- CG g CH h 平衡时: r+ = r- b e B a A h H g G C C C C k k K = = ( ) − +
若r+=k+CA“CBB,r.=k.CGY CH 平衡时:r=r套等太 一般情况下都是不等的,有时也偶然相等 例:C0+C2>C0Cl2 不是基元反应,经测定: y-k.CcoCk_Cooa;C k 9
9 若 r+ = k+ CA CB , r- = k- CG CH 平衡时: r+ = rK C C C C k k e A B G H = − + ( ) 一般情况下都是不等的,有时也偶然相等 例:CO + Cl2 ⎯→ COCl2 不是基元反应,经测定: 1.5 0.5 2 2 2 , CO Cl CCOCl CCl k C C k + = + − = − K C C C C C C C k k e CO Cl COCl e CO Cl COCl Cl = = = − + ( ) ( ) 2 2 2 2 2 1.5 0.5
总结成一般情况,有k/k.=K” n取:整数,小数,和各反应步骤的计量 系数有关 若为基元反应或和反应计量系数相同时, n=1 k:=K k 10
10 总结成一般情况,有 k+ / k- = Kn n 取:整数,小数,和各反应步骤的计量 系数有关 若为基元反应或和反应计量系数相同时, n = 1 K k k = − +