第十章复合反应动力学
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物化各种公式概念总结第一章热力学第一定律一、基本概念系统与环境,状态与状态函数,广度性质与强度性质,过程与途径,热与功,内能与焓。
二、基本定律 热力学第一定律:ΔU =Q +W 。
三、基本关系式1、体积功的计算 δW = -p 外d V恒外压过程:W = -p 外ΔV定温可逆过程(理想气体):W =nRT 1221ln ln p p nRT V V =2、热效应、焓:等容热:Q V =ΔU (封闭系统不作其他功)等压热:Q p =ΔH (封闭系统不作其他功) 焓的定义:H =U +pV ; ΔH =ΔU +Δ(pV ) 焓与温度的关系:ΔH =⎰21d p T T T C3、等压热容与等容热容:热容定义:V V )(T UC ∂∂=;p p )(T H C ∂∂=定压热容与定容热容的关系:nR C C =-V p 热容与温度的关系:C p ,m =a +bT +cT 2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程:ΔU =0 ; ΔH =0 ; W =-Q =⎰-p 外d V 等容过程:W =0 ; Q =ΔU =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p 等压过程:W =-p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V 可逆绝热过程:Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d pC V (㏑T 2-㏑T 1)=nR(㏑V 1-㏑V 2)(T 与V 的关系) C p (㏑T 2-㏑T 1)=nR(㏑P 2-㏑P 1) (T 与P 的关系)不可逆绝热过程:Q =0 ;利用C V (T 2-T 1)=-p 外(V 2-V 1)求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p 2、相变化 可逆相变化:ΔH =Q =n ΔH ;W=-p (V 2-V 1)=-pV g =-nRT ; ΔU =Q +W3、实际气体节流膨胀:焦耳-汤姆逊系数:μJ-T (理想气体在定焓过程中温度不变,故其值为0;其为正值,则随p 降低气体T 降低;反之亦然)4、热化学标准摩尔生成焓:在标准压力和指定温度下,由最稳定的单质生成单位物质的量某物质的定压反应热(各种稳定单质在任意温度下的生成焓值为0)标准摩尔燃烧焓:…………,单位物质的量的某物质被氧完全氧化时的反应焓第二章 热力学第二定律一、基本概念 自发过程与非自发过程 二、热力学第二定律热力学第二定律的数学表达式(克劳修斯不等式)T QdS δ≥“=”可逆;“>”不可逆三、熵(0k 时任何纯物质的完美结晶丧子为0)1、熵的导出:卡若循环与卡诺定理(页522、熵的定义:T Q dS rδ=3、熵的物理意义:系统混乱度的量度。
反应动力学1. 引言反应动力学是研究化学反应速率的学科,它研究化学反应发生的速率与反应物浓度、温度、压力等因素之间的关系。
通过研究反应动力学,我们可以深入了解化学反应的速率规律,并为工业生产和科学研究提供理论指导。
2. 反应速率的定义反应速率是指单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量,通常用物质的摩尔浓度表示。
反应速率的数学表达式可以写为:$$ \\text{速率} = \\frac{{\\Delta [\\text{物质}]}}{{\\Delta t}} $$其中,$[\\text{物质}]$表示物质的浓度,$\\Delta t$表示时间变化量。
3. 动力学方程反应动力学方程描述了反应速率与反应物浓度之间的关系。
对于简单的一阶反应,动力学方程可以写为:$$ \\text{速率} = k[A] $$其中,k为速率常数,[k]为反应物的浓度。
对于二阶反应和三阶反应,动力学方程分别可以写为:$$ \\text{速率} = k[A]^2 \\quad \\text{(二阶反应)} $$$$ \\text{速率} = k[A]^3 \\quad \\text{(三阶反应)} $$4. 反应速率与反应温度的关系反应速率与温度之间存在着密切的关系。
根据阿伦尼乌斯方程,可以得到以下表达式:$$ k = A \\exp\\left(\\frac{{-E_a}}{{RT}}\\right) $$其中,k为速率常数,k为指前因子,k k为活化能,k为理想气体常数,k为反应温度。
由上述公式可知,反应速率常数k随着温度的升高而增大。
这是因为温度的升高会使反应物分子的平均动能增大,有利于碰撞发生反应。
5. 反应速率与反应物浓度的关系反应速率与反应物浓度之间存在着一定的关系。
对于一般的反应动力学方程:$$ \\text{速率} = k[A]^m [B]^n $$其中,k为速率常数,[k]和[k]分别为反应物A和B的浓度,k和k为反应物A和B的反应级数。
2023年物理化学简明教程(邵谦著)课后答案下载2023年物理化学简明教程(邵谦著)课后答案下载绪论0.1 物理化学的研究对象及其重要意义0.2 物理化学的研究方法0.3 学习物理化学的方法第一章热力学第一定律(一)热力学概论1.1 热力学的研究对象1.2 几个基本概念(二)热力学第一定律1.3 能量守恒--热力学第一定律1.4 体积功1.5 定容及定压下的热1.6 理想气体的热力学能和焓1.7 热容1.8 理想气体的绝热过程1.9 实际气体的节流膨胀(三)热化学1.10 化学反应的热效应1.11 生成焓及燃烧焓1.12 反应焓与温度的关系--基尔霍夫方程思考题第二章热力学第二定律2.1 自发过程的共同特征2.2 热力学第二定律的经典表述2.3 卡诺循环与卡诺定理2.4 熵的概念2.5 熵变的计算及其应用2.6 熵的物理意义及规定熵的计算2.7 亥姆霍兹函数与吉布斯函数2.8 热力学函数的?些重要关系式2.9 厶C的计算__2.10 非平衡态热力学简介思考题第三章化学势3.1 偏摩尔量3.2 化学势3.3 气体物质的化学势3.4 理想液态混合物中物质的化学势 3.5 理想稀溶液中物质的化学势3.6 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 3.7 非理想多组分系统中物质的化学势思考题第四章化学平衡4.1 化学反应的方向和限度4.2 反应的标准吉布斯函数变化4.3 平衡常数的各种表示法4.4 平衡常数的实验测定4.5 温度对平衡常数的影响4.6 其他因素对化学平衡的影响思考题第五章多相平衡5.1 相律(一)单组分系统5.2 克劳修斯一克拉佩龙方程5.3 水的相图(二)二组分系统5.4 完全互溶的双液系统__5.5 部分互溶的双液系统__5.6 完全不互溶的双液系统5.7 简单低共熔混合物的固一液系统 5.8 有化合物生成的固一液系统__5.9 有固溶体生成的固一液系统(三)三组分系统5.10 三角坐标图组成表示法__5.11 二盐一水系统__5.12 部分互溶的三组分系统思考题第六章统计热力学初步6.1 引言6.2 玻耳兹曼分布6.3 分子配分函数6.4 分子配分函数的求算及应用第七章电化学(一)电解质溶液7.1 离子的迁移7.2 电解质溶液的电导7.3 电导测定的应用示例7.4 强电解质的活度和活度系数__7.5 强电解质溶液理论简介(二)可逆电池电动势7.6 可逆电池7.7 可逆电池热力学7.8 电极电势7.9 由电极电势计算电池电动势7.10 电极电势及电池电动势的应用(三)不可逆电极过程7.11 电极的.极化7.12 电解时的电极反应7.13 金属的腐蚀与防护__7.14 化学?源简介第八章表面现象与分散系统(一)表面现象8.1 表面吉布斯函数与表面张力 8.2 纯液体的表面现象8.3 气体在固体表面上的吸附 8.4 溶液的表面吸附8.5 表面活性剂及其作用(二)分散系统8.6 分散系统的分类8.7 溶胶的光学及力学性质8.8 溶胶的电性质8.9 溶胶的聚沉和絮凝8.10 溶胶的制备与净化__8.11 高分子溶液思考题第九章化学动力学基本原理9.1 引言9.2 反应速率和速率方程9.3 简单级数反应的动力学规律9.4 反应级数的测定9.5 温度对反应速率的影响9.6 双分子反应的简单碰撞理论9.7 基元反应的过渡态理论大意__9.8 单分子反应理论简介思考题第十章复合反应动力学10.1 典型复合反应动力学10.2 复合反应近似处理方法10.3 链反应__10.4 反应机理的探索和确定示例10.5 催化反应10.6 光化学概要__10.7 快速反应与分子反应动力学研究方法简介思考题附录Ⅰ.某些单质、化合物的摩尔热容、标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数及标准摩尔熵Ⅱ.某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(298K)Ⅲ.不同能量单位的换算关系Ⅳ.元素的相对原子质量表Ⅴ.常用数学公式Ⅵ.常见物理和化学常数物理化学简明教程(邵谦著):内容简介本教材自8月出版以来,受到了广大读者,特别是相关高校师生的厚爱,并被许多高校选作教材。
物化下册练习题第七章 《电化学》一、选择题1.用铂作电极电解一些可溶性碱的水溶液,在阴、阳两电极上可分别获得氢气和氧气。
所得各种产物的量主要取决于( )。
A. 电解液的本性;B. 电解温度和压力;C. 电解液浓度; D . 通过电极的电量。
2.采用电导法测定HAc 的电离平衡常数时, 应用了惠斯登电桥。
作为电桥平衡点的示零仪器,不能选用( )。
A. 通用示波器;B. 耳机;C. 交流毫伏表; D . 直流检流计。
3.强电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为:( )。
A. 随浓度增大而单调地增大;B. 随浓度增大而单调地减小;C. 随浓度增大而先增大后减小;D. 随浓度增大而先减小后增大。
4.离子独立运动定律适用于( )。
A. 强电解质溶液;B. 弱电解质溶液;C. 无限稀电解质溶液; D . 理想稀溶液。
5.在论述离子的无限稀释的摩尔电导率的影响因素时,错误的讲法是( )。
A. 认为与溶剂性质有关;B. 认为与温度有关;C. 认为与共存的离子性质有关;D. 认为与离子本性有关。
6.25℃无限稀释的KCl 摩尔电导率为130 S · m 2 ·1mol -,已知Cl -的迁移数为0.505,则K +离子的摩尔电导率为(单位:S · m 2 ·1mol -)( )。
A. 130;B. 0.479;C. 65.7;D. 64.35。
7.已知298K 时,NaCl ,HCOONa 和 HCl 无限稀释的摩尔电导率分别是1.264210⨯、1.046210⨯和 4.261210⨯S · m 2 ·1mol -。
实验测得298 K 时,0.01 mol ·3dm -HCOOH 水溶液的电导率是5.07210⨯1S m -⋅。
298 K 时,0.01 mol ·3dm -HCOOH 水溶液的解离度为( )。
A. 0.1254;B. 0.2508;C. 0.3214;D. 0.0879。
第九章 《化学动力学基本原理》第十章 《复合反应动力学》一、选择题1.在TK时,对于某一简单级数反应的半衰期与反应物起始浓度的关系,正确的是( )。
A. 对一级反应为反比;B. 对二级反应为正比;C. 对零级反应为正比;D. 无明确关系。
2.某反应的反应物消耗3/4所需时间是消耗1/2所需时间的二倍,则反应级数为( )。
A. 零级;B. 一级;C. 二级;D. 三级。
3.基元反应的反应级数( )反应分子数。
A. 总大于;B. 总小于;C. 总等于;D. 等于或小于。
4.某放射性同位素的半衰期为5天,则经15天后所剩的同位素的物质的量是原来同位素的物质的量的( )。
A. 1/3;B. 1/4;C. 1/8;D. 1/16。
5.某反应的速率常数k = 2×10-2 dm3· mol-1 · s-1,当反应物初始浓度为1.0 mol · dm-3时,反应的半衰期为( )。
A. 50 s ;B. 15 s ;C. 30 s ;D. 21.65 s 。
6.反应速率常数随温度变化的阿仑尼乌斯经验式适用于( )。
A. 基元反应; B. 基元反应和大部分非基元反应;C. 非基元反应;D. 所有化学反应。
7.反应物A进行由两个一级反应组成的平行反应: 步骤⑴的速率常数为k1,步骤⑵的速率常数为k2。
已知k1> k2,若两步骤的指前因子相近且与温度无关, 则( )。
A. 升温对⑴和⑵的影响相同;B. 升温对⑴有利;C. 升温对⑵有利;D. 降温对⑵有利。
8.某物质A与水反应,在水溶液中,若A起始浓度为1mol/kg,1h后,浓度为0.5 mol/kg,2h后, 浓度为0.25mol/kg, 则对A来说,此反应的级数为( )。
A. 零级;B. 一级;C. 二级;D. 三级。
9.在Tk时,某一反应的速率常数为0.0693min-1,反应物起始浓度0.1mol/L, 则半衰期为()。
化学反应速率的动力学模型的理论解释化学反应速率是描述化学反应过程中物质浓度变化率的物理量。
在化学反应动力学中,为了解释反应速率与反应物浓度的关系,科学家提出了多种动力学模型。
本文将对几种常见的动力学模型进行理论解释。
一、零级动力学模型零级动力学模型适用于指数上升或下降的反应速率情况。
该模型假设反应速率与反应物浓度无关,即反应速率为恒定值。
这意味着反应物浓度的变化不会影响反应速率,而是由其他因素所决定。
零级反应速率方程可以表示为R = k。
二、一级动力学模型一级动力学模型适用于反应速率与反应物浓度成正比的情况。
该模型假设反应速率与反应物浓度之间存在线性关系,即反应速率与反应物浓度呈一次函数关系。
一级反应速率方程可以表示为R = k[A],其中R为反应速率,k为速率常数,[A]为反应物A的浓度。
三、二级动力学模型二级动力学模型适用于反应速率与反应物浓度成平方关系的情况。
该模型假设反应速率与反应物浓度之间存在二次函数关系。
二级反应速率方程可以表示为R = k[A]^2,其中R为反应速率,k为速率常数,[A]为反应物A的浓度。
四、复合反应动力学模型复合反应动力学模型适用于复杂的反应速率与反应物浓度关系。
该模型可以由多种动力学模型的组合来表示。
例如,一个反应可以同时遵循一级和二级反应动力学。
复合反应动力学模型的具体形式将取决于反应的特殊情况和实验数据。
动力学模型的选择取决于具体的化学反应特征和研究目的。
科学家通过实验数据的分析和模型拟合来确定最适合描述反应速率的动力学模型。
其中,速率常数k是一个重要参数,表示了反应的速率和反应物浓度之间的关系。
除了上述介绍的几种常见动力学模型外,还存在许多其他模型用于解释不同类型的化学反应速率。
这些模型基于不同的假设和数学关系,可以更好地描述特定的化学反应动力学。
根据实际研究需求,科学家可以选择合适的模型来解释化学反应速率的变化规律。
总结起来,化学反应速率的动力学模型提供了一种理论解释反应速率与反应物浓度之间关系的方法。
化学反应的动力学分析模型化学反应动力学研究是化学领域中重要的内容之一,它旨在描述和解释化学反应速率与反应物浓度之间的关系。
动力学分析模型是用来定量描述和预测化学反应速率与各种因素之间的关系的数学表达式。
本文将介绍化学反应的动力学分析模型及其应用。
一、动力学分析模型的基本原理化学反应动力学分析模型的基本原理是通过确定反应速率与反应物浓度之间的数学关系,来揭示反应机制和预测反应速率的变化。
1. 简单动力学模型简单动力学模型适用于只涉及单一反应物的一阶反应。
根据反应速率与反应物浓度的关系,可以得到一阶反应的速率方程为:\[v = k[A]\]其中,\(v\)表示反应速率,\(k\)为速率常数,\([A]\)为反应物浓度。
该模型表明反应速率与反应物浓度呈线性关系。
2. 复合反应动力学模型复合反应动力学模型适用于涉及多个反应物的反应。
根据化学反应的平衡常数及速率方程,可以得到复合反应的速率方程。
例如,对于二次反应,速率方程可表示为:\[v = k[A]^m[B]^n\]其中,\(k\)为速率常数,\([A]\)和\([B]\)分别为反应物A和B的浓度,\(m\)和\(n\)为反应物A和B的反应级数。
二、动力学分析模型的应用1. 动力学参数的测定与反应机制的推断通过实验测定反应速率与反应物浓度的关系,可以确定动力学参数,如速率常数和反应级数。
据此推断反应机制,揭示化学反应的物质转化过程。
2. 动力学模拟和反应速率预测基于动力学分析模型,可以进行反应速率的预测和动力学模拟。
通过调整反应物浓度或温度等因素,可以控制反应速率,实现反应的优化和控制。
3. 催化剂的设计与优化动力学分析模型对于催化反应的研究具有重要意义。
通过分析催化反应动力学,可以揭示反应机理和催化剂的作用机理,进而设计和优化催化剂的性能。
三、典型案例:酶催化反应的动力学分析酶催化反应是生物体内常见的一类反应,其动力学行为对于理解生物过程和疾病治疗具有重要意义。