对于气相反应,常用气压代替浓度: rp=kp.Pn k@量纲 一级反应:k1O=k1P (时间)1 二级反应:k20=k(RT) 时间)(浓度)1 零级反应:kg=kP(RT)1(时间)1(浓度) n级反应:k@=ke(RT)-1(时间)(浓度)l-n
对于气相反应,常用气压代替浓度: rP = kP Pn k (c)量纲 一级反应:k1(c) = k1(P) (时间)1 二级反应:k2(c) = k2(P)( RT ) (时间)1 (浓度)1 零级反应:k0(c) = k0(P)( RT )1 (时间)1 (浓度) n 级反应:kn(c) = kn(P)( RT )n1 (时间)1 (浓度)1n
五、反应级数的测定 ·本节讨论如何通过实验求出速率方程,把讨 论范围限制在速率方程有如下形式(或可用 如下形式来近似表达)的情况: r=kA]&[BJ. 1.实验方案:单样品或多样品 2.测定 c~t关系 3.数据处理: 微分法、积分法
五、 反应级数的测定 • 本节讨论如何通过实验求出速率方程,把讨 论范围限制在速率方程有如下形式(或可用 如下形式来近似表达)的情况: r k[A] [B] 1. 实验方案: 单样品或多样品 2. 测定 c ~ t 关系 3. 数据处理: 微分法、积分法
1、积分法 (1)尝试法 动力学方程: r=k[A][B]B ·可先假定、B之值,如: (o=0,B=1)月 (=1,B=0)月 (0=1,B=1);等 →动力学方程积分式
1、积分法 • 可先假定 、之值,如: ( = 0, = 1 ); ( = 1, = 0 ); ( = 1, = 1 );等 动力学方程积分式 •动力学方程: r k[A] [B] (1) 尝试法
·将实验数据:A、B~t代入由假设导 出的动力学积分公式(简单的一级、二级 等反应),并求不同反应时刻相应的速率 常数k ·若k为常数,则假设的、B数值为合理 的反应级数;
• 将实验数据:[A]、[B] t 代入由假设导 出的动力学积分公式(简单的一级、二级 等反应),并求不同反应时刻相应的速率 常数 k; • 若 k 为常数,则假设的 、 数值为合理 的反应级数;
例:乙胺加热分解(773K恒容),P。=7.33kPa,求反应级数 t/min 2 4 8 10. △P/kPa 0.67 1.202.27 3.87 4.53 解C2HNH2(g)→NH3(g)+C2H4(g) (A) (B) (C) t=0 Po 0 0 t=t Po-△P △P △P dt =k,P=k化-△Py dt
例:乙胺加热分解(773K恒容), P0 = 7.33 kPa, 求反应级数 解 C2H5NH2 (g) NH3 (g)+ C2H4 (g) (A) (B) (C) t = 0 P0 0 0 t = t P0 P P P t / min 1 2 4 8 10 . P/ kPa 0.67 1.20 2.27 3.87 4.53 . n P 0 n p A A P k P k (P P) dt d P dt dP r
尝试:1)若n=l,则:n Po =k t P-△P 2)若n=2,则:。【 1=kt P。-APPo 3》若n=3,则:1 (P-AP)P=2k,t
2k t P 1 (P P) 1 3 n 3 k t P 1 P P 1 2 n 2 k t P P P 1 n 1 ln 2 3 0 2 0 2 0 0 1 0 0 )若 ,则: )若 ,则: 尝试: )若 ,则:
t/min 24 8 10. k1(10-2/mim) 9.59 8.949.27 9.38 9.62 K (10-2/min-kPa) 1.37 1.341.53 1.91 2.21. 1.972.00 2.56 4.06 5.45. K3(10-3/min-kPa2) ·结果表明只有k基本为一常数,而k2、k不 适合,所以该反应为一级反应: k1=9.39×10-2min-1
• 结果表明只有 k1 基本为一常数,而 k2 、k3 不 适合,所以该反应为一级反应: t / min 1 2 4 8 10 . k1 (10 2 / min) k2 (10 2 / minkPa) k3 (103 / minkPa2 ) 9.59 8.94 9.27 9.38 9.62 . 1.37 1.34 1.53 1.91 2.21 . 1.97 2.00 2.56 4.06 5.45 . 2 1 k1 9.39 10 min
(2)作图法 ·用实验数据做ct图 若:① C~t 直线 零级 ② In C~t 直线 一级 ③ 直线 二级 & t 直线 三级 此法仅适用于简单整数级数的反应
• 用实验数据做 c~t图 (2) 作图法 此法仅适用于简单整数级数的反应
二、微分法 若反应速率有如下形式r=k[A 则: Inr In k+oln A (1) 单样品实验 (1)根据一组实验数据作浓度A~t图, (2)求图中各实验点t1、2、上曲线斜率, 推得相应的反应速率:r12
二、微分法 (1) 根据一组实验数据作浓度 [A] t 图, (2) 求图中各实验点 t1 、t2 、.上曲线斜率, 推得相应的反应速率:r1 、r2 、. 。 若反应速率有如下形式:r k[A] 则: lnr lnk ln[A] (1) 单样品实验
1)作图法: Inr=Ink+aln[A](1) ·作图:Inr~ln[A,由(1)应得一直线,其 斜率为反应级数。 2)计算法(解联列方程): In r In k+a In [A] In r2 In k+a In [A]2 Inr-Inr →0= In[Al In[Al2 计算一些列数据后求平均值
• 作图:ln r ln [A] ,由(1)应得一直线,其 斜率为反应级数。 lnr lnk ln[A] (1) 1) 作图法: 2)计算法(解联列方程) : ln r1 = ln k + ln [A]1 ln r2 = ln k + ln [A]2 1 2 1 2 ln[A] ln[A] lnr lnr 计算一些列数据后求平均值