《8. 1典型復雜反應-對峙【課堂優(yōu)講】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《8. 1典型復雜反應-對峙【課堂優(yōu)講】（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第八章 復雜反應動力學 8.1 典型復雜反應典型復雜反應 8.2 近似處理方法近似處理方法 8.3 復雜反應系統(tǒng)的唯象動力學復雜反應系統(tǒng)的唯象動力學 8.1 典型復雜反應典型復雜反應一一 平行反應平行反應二二 對峙反應對峙反應三三 連續(xù)反應連續(xù)反應 濃度 溫度1課程章節(jié)二 對峙反應（Opposing reaction）在討論簡單級數(shù)反應、平行反應時，沒有考慮在討論簡單級數(shù)反應、平行反應時，沒有考慮“逆向逆向”反應；反應；這只有當平衡常數(shù)無限大或在反應初始階段時，才嚴格成立。這只有當平衡常數(shù)無限大或在反應初始階段時，才嚴格成立。BA11kk DCBA22kk CBA12kk CBA21kk 在

2、正、逆兩個方向同時進行的反應稱為對峙/行反應，俗稱可逆反應。正、逆反應的級數(shù)可以相同，也可以不同；可以是基元反應，也可以是非基元反應。例如：1.11級對峙反應的動力學特征2.對峙反應的特點3.溫度的影響二 對峙反應僅考慮它們具有簡單級數(shù)的情形2課程章節(jié) t=0 a 0 t=t a x x平衡時平衡時 t=te a xe xe總包反應速率（凈的向右速率）：總包反應速率（凈的向右速率）：BA11kk rrdtdxdtdrA1.11級對峙反應的動力學特征正、逆反應的級數(shù)皆為13課程章節(jié)rrdtdxdtdrAxkxakkk1111)(BA1.11級對峙反應的動力學特征 )(111xkkakdtdx )

3、()(ln 111111tkkxkkakak 這樣的積分式就是測定了不同時刻產物的濃度x，也無法把k1和k-1的值計算出來。4課程章節(jié) 0 r )(ln 11tkkxxxeeAt equilibrium1.11級對峙反應的動力學特征 )()(ln 111111tkkxkkakak )(111exkkak 測定了t 時刻的產物濃度x，已知a和xe，就可分別求出k1和k-1。xxxatxkeeeln1 )(111xkkakdtdx5課程章節(jié)Discussion:,1,1eBeAckckrr推而廣之：當各物質的分級數(shù)與其計量系數(shù)的絕對值一致時推而廣之：當各物質的分級數(shù)與其計量系數(shù)的絕對值一致時若能從

4、熱力學得到若能從熱力學得到K,與動力學方程聯(lián)立與動力學方程聯(lián)立,即可求得即可求得k+、k-。(1)at equilibrium1.11級對峙反應的動力學特征O,11 KcckkeAeB6課程章節(jié)H2 +Cl2=2HClCl2+M=2Cl+M K1=k1/k-1Cl+H2=HCl+H K2=k2/k-2H+Cl2=HCl+Cl K3=k3/k-32Cl+M=Cl2+M K4=k4/k-4At equilibrium 43214321kkkkkkkkK一般來說，對n 個元反應組成的復合反應 )(niiikkK1.11級對峙反應的動力學特征7課程章節(jié)1.11級對峙反應的動力學特征K xxxatxke

5、eeln1(2)若若r-0還原為一級反應動力學方程還原為一級反應動力學方程xaatkln11 t=0 a 0 t=t a x x平衡時平衡時 t=te a xe xe？BA11kk xe a8課程章節(jié)（3）Kinetic curvect1.11級對峙反應的動力學特征 對于其他類型的對峙反應，可用類似方法處理討論；關鍵是對于其他類型的對峙反應，可用類似方法處理討論；關鍵是利用平衡時正、逆反應速率相等，總包反應的速率為利用平衡時正、逆反應速率相等，總包反應的速率為 0。AB9課程章節(jié)1.凈速率等于正、逆反應速率之差值2.達到平衡時，反應凈速率等于零3.正、逆速率系數(shù)之比等于平衡常數(shù)K=k1/k-1

6、4.在ct圖上，達到平衡后，反應物和產物的 濃度不再隨時間而改變2.對峙反應的特點10課程章節(jié) If Hm0，T k K 升溫對提高反應速率和平衡轉化率均有利升溫對提高反應速率和平衡轉化率均有利 If Hm0,T k KTm:optimum reaction temperature理論計算和實驗均表明：隨反應理論計算和實驗均表明：隨反應的進行，轉化率增加，的進行，轉化率增加，Tm降低降低 at low temperature T r at high temperature T r rTTm3.溫度的影響2mrddlnRTHTKRETka1/ddln11課程章節(jié)例：CO(g)+H2O(g)CO2

7、(g)+H2(g)Hm=-41.16 kJmol-1y=x/cA,0 60%70%80%90%Tm/662 577 492 394rTy1y2y3摘自【物理化學】(下冊)天津大學編3.溫度的影響12課程章節(jié)273K、1atm下將HI氣體封于反應管內，加熱到683K下進行分解：得到HI的分解濃度 x 與時間 t 的關系：22IHHIHI ）（），（K6832atm1K27320V分解反應時間 t 103（s）3.06.09.012.0HI 分解濃度 x 10 3 (mol/L)2.794.956.167.379.38求該二級分解反應速率常數(shù) k2二 對峙反應 例（自學）13課程章節(jié)解 HI的初始

8、濃度：LmmolRTpVna/44.642730.082061理氣HI氣的平衡分解量：xe=x=9.38 mmol/L 0.21a即HI的分解不能徹底，是一個對峙反應：22kk22IH2HI t=t a x x x14課程章節(jié))1()2()(21HI212222xkxakdtdxdtdr2222)2()(eexkxak：平衡時2222)(4kxxakee代入速率公式（1）：222222)2()(4)(21xkxxaxakdtdxree15課程章節(jié)（0 t；0 x）定積分后得：dxxxaxxxaxaxaaxxxaxxadxxdtkeeeeeeeee1)2(2)(2)()(2222222)2()()2(ln)(42xxaaxxxaxataxkeeeee將 a、xe 及不同的 t、x 代入（2），得到一組 k2 值：16課程章節(jié)t 103 （s）3.0 6.0 9.0 12.0k2104（L mol1 s1）2.54 2.52 2.30 2.451142smolL1045.2 k判據(jù)：判據(jù)：當當 t ，反應不完全，即為對峙可逆，反應不完全，即為對峙可逆反應。反應。17課程章節(jié)1818課程章節(jié)