物理化学化学动力学及各类反应动力学复习资料

pA0 = cA0 RT ′ kA = kA RT ′ 未知， 由于T 未知，故不能求出 kA 。
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4. 反应 A + B →P 服从速率方程
dcA β ℃ 和 的初浓度均 − = kAcαcB 。50℃，当A和B的初浓度均 A dt
测得如下实验数据： 为0.1000 mol·dm-3时，测得如下实验数据：
(1)、(3)、(4) 、 、
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7. 何谓由实验数据建立动力学方程式的积 分法、微分法和半衰期法？ 分法、微分法和半衰期法？ 8. 实验测得反应 2A → B的速率方程是 dcA 2 − = kAcA，所以这个反应是一步完 dt 成的。 成的。 （对、错） 错 9. 恒稳态处理法的基本假设是 。 该假设的意义何在？ 该假设的意义何在？ d cB 中间产物B的浓度 很小； 中间产物 的浓度 cB 很小； t = 0 d
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(5) 使用阿仑尼乌斯方程求 Ea。 (6) 用平衡态处理法和恒稳态处理法求复合 反应的速率方程， 反应的速率方程，由基元反应的活化能 求复合反应的活化能。 求复合反应的活化能。
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概 念 题
1. 试说明速率系数和速率常数的区别： 试说明速率系数和速率常数的区别： 。
速率系数—复合反应，速率常数 基元反应 速率系数 复合反应，速率常数—基元反应 复合反应
2. 实验测得反应 CO (g) + Cl 2 (g) → COCl 2 (g) 的速率方程为 d [COCl2 ] dt = k [Cl2 ]n ⋅ [CO] 当温度及CO的浓度不变，而将 2的浓度增 的浓度不变， 当温度及 的浓度不变 而将Cl 倍时， 至3倍时，反应速率加快到原来的 倍，则 倍时 反应速率加快到原来的5.2倍 n 值为 。
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5. 基元反应的活化能与复合反应的活化能 之间的关系与运算规律 6. 掌握质量作用定律和由反应机理建立复 合反应速率方程的方法 7. 基元反应的类型和特征 8. 孤立变数法
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基本概念
宏观动力学：温度、浓度、 宏观动力学：温度、浓度、压力等宏观变量 对基元反应和复合反应速率的影响。 对基元反应和复合反应速率的影响。
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解：(1) A (g)
t =0
pA0
B (g) + C (g) 0
pA0 − pA
0
pA0 − pA
pA = 2 pA0 − pt ,总
t
pA
pt ,总 = pA + 2( pA0 − pA ) = 2 pA0 − pA
1 1 1 1 1 1 = kA = − − t pA pA0 t 2 pA0 − pt ,总 pA0
t /s cA/ mol·dm-3 0 0.100 120 290 0.050 0.025
介质， ⋅ ⋅⋅ υ = υ(T, p, c, cat, 介质，光，) (1) 浓度的影响：0、1、2、n 级反应规律 ~ 浓度的影响： 、 、 、 速率系数、反应级数。 速率系数、反应级数。 (2) 温度的影响：阿仑尼乌斯方程～活化能、 温度的影响：阿仑尼乌斯方程～活化能、 指前因子。 指前因子。 (3) 催化剂和光等的影响。 催化剂和光等的影响。
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1 14.27 − 7.33 kA = dm3 ⋅ m −1 ⋅ m −1 ol in × −3 14.66 −14.27 30×1.141×10 ol in = 520 dm3 ⋅ m −1 ⋅ m −1
可见， 可见，该反应为一级
kA = 0.097min−1
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3. 在一定温度下，向一密闭的真空容器中充入 在一定温度下， 气态纯物质A， 气态纯物质 ，则 A 能按下列反应式完全分 B (g) + C (g)。若A的初始压 解：A (g) 。 的初始压 Pa， 力 pA,0= 48396 Pa，实验测得 242 s 和 1440 s 系统的总压分别为66261 Pa和85993 Pa。 时，系统的总压分别为 和 。 (1) 试证明该分解反应是二级反应。 试证明该分解反应是二级反应。 (2) 试求速率系数 kA (以 Pa-1· s-1 表示 和A的半 表示)和 的半 以 衰期。 衰期。

(2) t 1 = ln 2 kA = 37min
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(3) cA0 = υA0 kA
= (1.00×10
−5
3.117×10
−3
−4
) mol ⋅ dm
−3
ol = 0.0321m ⋅ dm
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2. 乙胺气相分解反应为 C2H5NH2(g) → C2H4(g)+NH3(g) 500℃时，将乙胺引入一个抽空的容器中，测 ℃ 将乙胺引入一个抽空的容器中， 得总压与时间的关系如下： 得总压与时间的关系如下： t / min 0 10 20 30 ∞ p /kPa 7.33 11.87 13.60 14.27 14.66 试分别用一级和二级反应的速率方程计算速 率系数，并据此确定反应级数。 率系数，并据此确定反应级数。
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表示C 解：设为一级反应，以A表示 2H5NH2 设为一级反应， 表示
1 cA0 1 p∞ − p0 kA = ln = ln t cA t p∞ − pt
1 7.33 kA,1 = ln in in = 0.0966 m −1 ≈ 0.097 m −1 10m in 14.66 −11.87 1 7.33 kA,2 = ln in in = 0.0967 m −1 ≈ 0.097 m −1 20m in 14.66 −13.60
1 7.33 kA,3 = ln in in = 0.0978 m −1 ≈ 0.098 m −1 30m in 14.66 −14.27
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设为二级反应: 由实验数据可知， 设为二级反应 由实验数据可知，该反应从纯 −3 −3 乙胺开始 cA0 = pA0 RT = 1.141×10 mol ⋅ dm
代入两组数据
(kA )1 = 5 ×10−8 Pa −1 ⋅ s−1 (kA )2 = 5 ×10−8 Pa −1 ⋅ s−1
∴
kA = 5 ×10−8 Pa−1 ⋅ s−1 该反应是一个二级反应， 该反应是一个二级反应，
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(2)
讨
A A
论
本题能否求出以 mol −1 ⋅ m3 ⋅ s−1 表示的速率系 ′ 数 kA？ p = c RT
1 = n = 1.5 n 5.2 k (3[Cl2 ]) ⋅ [CO]
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k [Cl2 ]n ⋅ [CO]
3. 0 级、1 级、2 级反应的基本特征是 么？ 理想气体 n 级反应的 kc 和 kp 的关系为 。 4. 在一定温度下，反应 A → P 的速率系数为 在一定温度下， −2 −1 反应物A的初始浓度 kA = 2.31×10 s，反应物 的初始浓度 −3 为 1.0 mol ⋅ dm，则A的半衰期 t1/2= 的半衰期 。 t1/ 2 = ln2/ 2.31×10−2s−1 = 30s 5. 试写出物理量代浓度的一级反应动力学方 程的积分式 。 A = 1 ln Y∞ −Y0 k
第7章 第8章复习 章 章复习
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1. 化学反应的速率 用反应量表示，用参加反应 化学反应的速率: 用反应量表示， 的各物质表示， 的各物质表示，它们间的关系 2. 0 级、1 级、2 级反应：三个基本特征，速率 级反应：三个基本特征， 方程的微分式、 方程的微分式、积分式的各种表示形式 3. 1级对峙反应、连串反应、平行反应：速率的 级对峙反应、 级对峙反应 连串反应、平行反应： 表示、最基本特征、 表示、最基本特征、生产实例 4. 温度、活化能对化学反应速率的影响规律， 温度、活化能对化学反应速率的影响规律， 阿仑尼乌斯方程
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重要公式
(1) 0、1、2、n 级反应的动力学方程式 、 、 、 （分别以 c、α 、x、y 表示时的不同形 、 、 及其基本特征。 式）及其基本特征。 (2) 阿仑尼乌斯方程的不同形式： 阿仑尼乌斯方程的不同形式：
Ea d ln{k} = dT RT 2
ln{k} = −
k = Ae
Ea RT +C
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解题练习
1. 50℃时，A 物质在溶剂中进行分解反应。 物质在溶剂中进行分解反应。 ℃ 实验测得1dm3中反应掉的 的物质的量随 中反应掉的A的物质的量随 实验测得 时间的变化率与其浓度成正比 ，初速率 −5 −3 −1 小时后速 υA0 = 1.00×10 mol ⋅ dm ⋅ s , 1小时后速 率υA = 3.26×10−6mol ⋅ dm−3 ⋅ s−1 。 试求： 试求：(1) 反应速度系数 kA；(2) A的半衰 的半衰 的初始浓度c 期 t1/2 ；(3) A的初始浓度 A0 。 的初始浓度
1 cA0 − cA 1 pt − p0 kA = ⋅ = ⋅ tcA0 cA tcA0 p∞ − pt 1 11.87 − 7.33 3 kA,1 = ol 1 in 1 × dm ⋅ m − ⋅ m − 10×1.141×10−3 14.66 −11.87
ol in = 143 dm3 ⋅ m −1 ⋅ m −1 1 13.60 − 7.33 kA,2 = ol in × dm3 ⋅ m −1 ⋅ m −1 −3 14.66 −13.60 20×1.141×10 ol in = 259 dm3 ⋅ m −1 ⋅ m −1
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10. 基元反应的速率理论有哪几个？它们的 基元反应的速率理论有哪几个？ 区别是什么？ 区别是什么？ 碰撞理论、过渡状态理论、分子动态学 碰撞理论、过渡状态理论、 11. 化学反应发生爆炸的两个原因是什么？ 化学反应发生爆炸的两个原因是什么？ 支链反应和热爆炸 12. 光化学反应的基本特征是什么？何谓量 光化学反应的基本特征是什么？ 子效率？ 子效率？ 因光的照射而发生化学反应 参加反应或反应生成的 分子数 φ= 吸收的光子数