《北学反应工程》教橐 第二章反应动力学基础 2.2单一反应速率究的解析 法、微分法和半衰期法等方法。 1.积分法:如果一个反应的速率方程可表示为 [略讲] I dCA=kCAC -akdt CaCR 通常可以先假定一个a和B值,求出这个积分项,然后对t作图。例如, 如果设B=0、a=1,即为一级反应。若计量系数a,则根据一级反应的特 征,以1n-1对t作图,如果得到一条直线,则该反应就是一级反应 若设B=1、a=1,且计量系数a=b=1,则根据二级反应的特点,以 1=xa对t作图,若为一直线,则该反应为二级反应。 这种方法实际上是一个尝试的过程(所以也叫尝试法)。如尝试成功 则所假设的级数就是正确的,如果不是直线,则须重新假设a和β值,重新 进行尝试,直到得到直线为止。当然也可以不用作图法,而是进行直接计算。 即将实验数据(各不同的时间t和相的转化率或浓度)代入速率方程的积分 式,分别按一、二、三级反应的公式计算速率常数k。如果得到的k是一常 数,则所假设的反应级数是正确的。 这种方法一般对反应级数是简单的整数级时,结果较好。当级数是分数 时,很难尝试成功,最好用微分法 2微分法:为简便起见,先讨论一个简单反应 [略讲] A—→产物 在t时A的浓度为CA,该反应的速率方程设为 dt 取对数后得 Ig(ra) dca_lsk+nlg 先根据实验数据将浓度CA对时间t作图,然后在不同的浓度下求曲线 的斜率-r1、-2、-r…。再以1g(-r)对gCA作图,若所设速率方程式是对的, 则应得一直线,该直线的斜率n即为反应级数。或者将一系列的(-r)和C1代 入上式。例如取-1、C1和-n2、C2两组数据,可得: lg(-n)=lgk+nIgC, 联立求解可得到一个n值:;然后用上述方法可求得无数个n值,最后取 些n的平均值即为所求得的反应级数。 也可先假设一个n值,把一系列的实验测得的反应速率(-r)和浓度C代 入上式,算出一系列的k值。如果假设正肴,则k值基本上为一差异不大的 作者:傅杨武重庆三峡学院化学工程系 第11页共14页《化学反应工程》教案 第二章 均相反应动力学基础 2.2 单一反应速率式的解析 ［略 讲］ ［略 讲］ 法、微分法和半衰期法等方法。 1. 积分法：如果一个反应的速率方程可表示为 α β A B A kC C dt dC a r = − = 1 即： akdt C C dC A B A = − α β 通常可以先假定一个α 和 β 值，求出这个积分项，然后对 t 作图。例如， 如果设 β = 0 、α = 1，即为一级反应。若计量系数 ，则根据一级反应的特 征，以 a A a − x 1 ln 对 t 作图，如果得到一条直线，则该反应就是一级反应。 若设 β = 1、α = 1，且计量系数 a = b = 1，则根据二级反应的特点，以         − − A B x x 1 1 ln 对 t 作图，若为一直线，则该反应为二级反应。 这种方法实际上是一个尝试的过程（所以也叫尝试法）。如尝试成功， 则所假设的级数就是正确的，如果不是直线，则须重新假设α 和 β 值，重新 进行尝试，直到得到直线为止。当然也可以不用作图法，而是进行直接计算。 即将实验数据（各不同的时间 t 和相的转化率或浓度）代入速率方程的积分 式，分别按一、二、三级反应的公式计算速率常数 k。如果得到的 k 是一常 数，则所假设的反应级数是正确的。 这种方法一般对反应级数是简单的整数级时，结果较好。当级数是分数 时，很难尝试成功，最好用微分法。 2. 微分法：为简便起见，先讨论一个简单反应 A →产物 在 t 时 A 的浓度为 CA，该反应的速率方程设为 ( ) n A A A kC dt dC − r = − = 取对数后得 ( ) A A A k n C dt dC lg r lg = lg + lg         − = − 先根据实验数据将浓度 CA 对时间 t 作图，然后在不同的浓度下求曲线 的斜率-r1、-r2、-r3……。再以lg(− r)对 作图，若所设速率方程式是对的， 则应得一直线，该直线的斜率 n 即为反应级数。或者将一系列的 和C 代 入上式。例如取 、C 和 CA lg ( )i − r i 1 −r 1 2 −r 、C2 两组数据，可得： ( ) 1 1 lg − r = lg k + n lgC ( ) 2 2 lg − r = lg k + n lgC 联立求解可得到一个 n 值；然后用上述方法可求得无数个 n 值，最后取 这些 n 的平均值即为所求得的反应级数。 也可先假设一个n值，把一系列的实验测得的反应速率 和浓度C 代 入上式，算出一系列的 k 值。如果假设正肴，则 k 值基本上为一差异不大的 ( i − r ) i 作者：傅杨武 重庆三峡学院化学工程系 第 11 页 共 14 页