第11章 化学动力学-2

k2 k1
Ea 1 1 R T2 T1
再确定是一级反应，并利用半衰期和速率常数的关系
t1/ 2
ln 2 k
0.693 k
例： 某反应在15.05℃时的反应速率常数为34.40×103 dm3·mol1·s1，在40.13℃时的反应速率常数为189.9×103 dm3·mol1·s1。求反应的活化能，并计算25.00℃时的反应 速率常数。
分析：利用阿伦尼乌斯方程的定积分形式
ln
k2 k1
Ea 1 1 R T2 T1
解：lnkFra bibliotek k1Ea R
T1 T2 T1T2
即
ln
189.9 103 34.40 103
Ea 8.314JK1
mol1
(288.20 313.28)K 313.28K 288.20K
E a = 51.13 kJ·mol1
2. 某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反 应的半衰期与反应物初始浓度 a (a) 成正比 (b) 成反比 (c) 平方成反比 (d) 无关
3、若反应速率常数k的单位为浓度·时间-1，则该反应为： （ D ）。 A、三级反应 B、二级反应 C、一级反应 D、零级反应
4、零级反应AB的半衰期t1/2与A的初浓度cA,0及速率常数k 的关系是：（ C ）。
ln
0.2303min 1 0.0128min 1
1 650K
=1.4337 ×10-3 K-1, T2 = 698 K
【11.47】
ln 2 54 min
0.0128 min 1
k
(T2
)
1 t
ln
cA,0 cA
1 ln 100 0.2303 min 1 10 min 10

k kA k k k B Y Z A B Y Z
N2+ 3H2 2NH3
k
k N2 1

kH2 3

k NH3 2
化学反应速率方程的说明
a. 反应级数可为整数、分数、正数、负数或零，它的大小反 映了所对应物质浓度对反应速率的影响。
如 2O3 ==3O2
kC C
§11.1 化学反应速率及速率方程
1. 反应速率的定义
对于非计时反应
0＝ΣνBB d dnB / B
转化速率:单位时间内发生的反应进度。广度量，单位mol.s-1
d / dt

1
B
dnB / dt
反应速率：单位体积的转化速率。强度量，单位mol.m-3.s-1
1 dnB / dt V BV
'' '
''
'
3. 初始速率法 n n n 0 kcA,0cB,0cC,0 ......
A B B
lg v0 lg k nA lg cA,0 nB lg cB,0 nC lg cC,0 .....
保持每次实验B,C,…..的初始浓度相同
lg v0 nA lg cA,0 K
④ 反应转化率
lncA- lncA,0= -kt
某一时刻反应物A反应掉的分数称为该时刻A的转 化率xA
xA (cA,0 cA ) / cA,0
则:
1 k t ln 1 xA
一级反应的转化率与反应物的初始浓度无关，仅 与反应时间有关。
⑤ 半衰期

一级反应的半衰期t1/2与反应速率常数成反比，与反应物的 初始浓度无关。

π
d
2 AB
L2
8RT πμ
[A][B]
( ) = 3.14× 2.93×10−10 2
( ) × 6.022×1023 2 ×
8×8.314× 300 3.14×1.897 ×10−3
× 31.25× 49.60m−3 ⋅ s−1
= 2.77 ×1035 m−3 ⋅ s−1
2.某双原子分子分解反应的阙能为 83.68kJ ⋅ mol-1 ，试分别计算 300K 及 500K 时，具有足
[A] = WA MA
V
=
⎛ ⎜ ⎝
1.0 ×10−3 32.00×10−3 ×1×10−3
⎞ ⎟
mol
⋅
m-3
⎠
= 31.25mol ⋅ m-3
[B] = WB MB
V
=
⎛ ⎜ ⎝
0.1×10−3 2.016 ×10−3 ×1×10−3
⎞ ⎟
mol
⋅
m-3
⎠
=
49.60mol ⋅ m-3
Z AB
=
物理化学习题解答
第十一章 化学动力学基础(二)
1．将1.0g 氧气和 0.1g 氢气于 300K 时在1dm3 的容器内混合，试计算每秒钟、每单位体
积内分子的碰撞总数为若干?设 O2 和 H2 为硬球分子，其直径为 0.339 和 0.247nm 。
解：设 O2 和 H2 分别为 A 和 B ，则
dAB
=
dA
+ dB 2
=
⎡(0.339 + 0.247)×10−9
⎢ ⎣
2
⎤ ⎥m ⎦
=
2.93×10−10 m
μ = MAMB MA + MB

物化第十一章化学动力学习题、名词解释1•反应机理 2.基元反应 3.反应级数4.反应分子数5.反应速率常数6.半衰期二、简答题1. 反应级数和反应分子数有何区别？2. 简述零级反应的主要特征有哪些？3. 简述一级反应的主要特征有哪些？4. 简述二级反应的主要特征有哪些？5. 已知气相反应2HI=H 2+I 2之正、逆反应都是二级反应：（1） 问正、逆反应速率常数 k 、k '与平衡常数K 的关系是什么？ （2） 问正、逆反应的活化能与正反应恒容反应热的关系是什么？ 6. 阈能的物理意义是什么？它与阿累尼乌斯经验活化能E a 在数值上的关系如何?三、判断题 1.某反应的速度常数 k=4.62 X 0-2分-1，又初始浓度为0.1mol.dm -3，该反应的半衰期为15分。

2. 单分子反应称为基元反应，双分子反应和三分子反应称为复合反应。

3. 简单反应都是简单级数反应；简单级数的反应不一定就是简单反应。

4. 双分子反应一定是二级反应5. 当温度一定时，化学反应的活化能越大其反应速率越大。

6. 在同一反应中各物质的变化速率相同。

7. 若化学反应由一系列基元反应组成，则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。

8. 单分子反应一定是基元反应。

9. 双分子反应一定是基元反应。

10. 零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。

11. 若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。

12. 一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的 2倍。

13. —个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。

14 .若反应A + B T + Z 的速率方程为：r=kC A C B ，则该反应是二级反应，且肯定是双分子反应。

15•对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，反应速率越快，因此升高温度有利于生 成更多的产物。

16. 若反应（1）的活化能为E 1，反应（2）的活化能为E 2，且E 1 > E 2,则在同一温度下 k 1 一定小于k ?。