1.一级反应(firstorderreaction)反应速率只与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。反应类型:①放射性元素的衰变反应;②热分解反应:N2O5——N2O4+½O2CH3COOCH3——CH4+CO+H2③某些分子的重排反应④水溶液中的一些水解反应§10.4具有简单级数的反应(1)一级反应的速率方程或反应:不定积分式或§10.4具有简单级数的反应定积分式或半衰期:当反应物的浓度消耗一半时所需要的时间称为化学反应的半衰期,用“t½”来
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示。§10.4具有简单级数的反应(2)一级反应的特点②.半衰期(half-lifetime)是一个与反应物起始浓度无关的常数,。③.与t呈线性关系。①.速率系数k的单位为时间的负一次方,时间t可以是秒(s),分(min),小时(h),天(d)和年(a)等。§10.4具有简单级数的反应①所有分数衰期都是与起始物浓度无关的常数。引伸的特点②③反应间隔t相同,有定值。§10.4具有简单级数的反应例题1:某金属钚的同位素进行β放射,14d后,同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的:(1)蜕变常数,(2)半衰期,(3)分解掉90%所需时间。解:§10.4具有简单级数的反应2.二级反应(secondorderreaction)在反应速率方程中,浓度项的指数和等于2的反应称为二级反应。常见的二级反应有乙烯、丙烯的二聚作用,乙酸乙酯的皂化,碘化氢的热分解反应等。二级反应的类型:§10.4具有简单级数的反应(1)二级反应的速率方程①A+B——Pt=0ab0t=ta-xb-xx②2A——Pt=0a0t=ta-2xx§10.4具有简单级数的反应将上式重排:当不定积分:或:定积分:或:当反应物的浓度消耗一半时所需要的时间就是反应的半衰期:§10.4具有简单级数的反应定积分式:2AC对于当a≠b不定积分:§10.4具有简单级数的反应(2)二级反应(a=b)的特点③.与t成线性关系。①.速率系数k的单位为[浓度]-1[时间]-1②.半衰期与起始物浓度成反比引伸的特点:对的二级反应,=1:3:7。§10.4具有简单级数的反应例题2(168页例题)在971K时,在定容下乙醛的分解反应为:2CH3CHO(g)2CH4(g)+2CO(g)若乙醛的起始压力为p。=48.4kPa,经一定时间t后容器内的总压力为:t/sP总/kPa42105242384665107052.958.366.371.678.383.6证明该反应为二级反应。2CH3CHO(g)2CH4(g)+2CO(g)解:t=0p000t=tp0-pppP总=p0+pP=p总-p0求出不同时间的k值为常数,说明为二级反应。§10.4具有简单级数的反应3.三级反应(thirdorderreaction)反应速率方程中,浓度项的指数和等于3的反应称为三级反应。三级反应数量较少,可能的基元反应的类型有:§10.4具有简单级数的反应(1)三级反应的速率方程A+B+CPt=0abc0t=t(a-x)(b-x)(c-x)x不定积分式:定积分式:半衰期§10.4具有简单级数的反应(2)三级反应(a=b=c)的特点①.速率系数k的单位为[浓度]-2[时间]-1引伸的特点有:t1/2:t3/4:t7/8=1:5:21②.半衰期③.与t呈线性关系§10.4具有简单级数的反应4.零级反应(Zerothorderreaction)反应速率方程中,反应物浓度项不出现,即反应速率与反应物浓度无关,这种反应称为零级反应。常见的零级反应有表面催化反应和酶催化反应,这时反应物总是过量的,反应速率决定于固体催化剂的有效表面活性位或酶的浓度。A→Pr=k0§10.4具有简单级数的反应(1)零级反应的速率方程①.速率系数k的单位为[浓度][时间]-1(2)零级反应的特点②.半衰期与反应物起始浓度成正比:③.x与t呈线性关系§10.4具有简单级数的反应仅由一种反应物A生成产物的反应,反应速率与A浓度的n次方成正比,称为n级反应。从n级反应可以导出微分式、积分式和半衰期表示式等一般形式。这里n不等于1。nA→Pr=k[A]nn级反应§10.4具有简单级数的反应(1)n级反应速率方程的微分式和积分式速率的微分式:nA→Pt=0a0t=ta-xxr=dx/dt=k(a-x)n半衰期的一般式:速率的定积分式:(n≠1)§10.4具有简单级数的反应(2)n级反应的特点:①.速率系数k的单位为[浓度]1-n[时间]-1③.半衰期的表示式为②.与t呈线性关系当n=0,2,3时,可以获得对应的反应级数的积分式。但n≠1,因一级反应有其自身的特点,当n=1时,有的积分式在数学上不成立。A为常数§10.4具有简单级数的反应作业:南大216,1、6。§10.4具有简单级数的反应