物理化学课件：§11.5典型复合反应.ppt

1、2022-1-24111.5 典型复合反应典型复合反应 所谓复合反应是两个或两个以上基元反应的组合。所谓复合反应是两个或两个以上基元反应的组合。典型复合反应典型复合反应 对对行行反反应应平平行行反反应应连连串串反反应应1对行反应对行反应只考虑正向和逆向均为一级反应的情况。只考虑正向和逆向均为一级反应的情况。 A Bt = 0 cA,0 0t = t cA cA,0 cA平衡平衡 cA, e cA,0 cA, e k1 k12022-1-242速率方程速率方程:A A1 1 A A1 1 B Bd dd dc ck k c ck kc ct t- - -= =- -正向正向逆向逆向( () )A

2、 A1 A1A , 0A1 A1A , 0Ad dd dc ck ckcck ckcct t- -=-=-BA , 0ABA , 0Acccccc=-=-性质：性质：B ,eA ,0A ,e1B ,eA ,0A ,e1A ,eA ,e1A ,eA ,e1c cccckccckK Kcckcck- - -=0)(;lim,0,1,1,eAAeAtAeAAtcckckdtdccc2022-1-243利用平衡时浓度利用平衡时浓度 ，方程写为，方程写为A ,eA ,ec c( () )( () )( () )A AA A , ,e e1 11 1A AA A , ,e ed dd dc cc ck k

3、k kc cc ct t- - - -= =+ +- -( () )A A , ,0 0A A , ,e e1 11 1A AA A , ,e elnc cc ck kk kt tc cc c- - -= =+ +- -直接积分直接积分半衰期定义：半衰期定义：1 21 211112 2lnt tkkkk- -= =+ +)( 21 eA,AeA,Acccc例例31例例32例例33例例342022-1-2442平行反应平行反应若两个反应均为一级，则反应速率微分方程组为：若两个反应均为一级，则反应速率微分方程组为：B BC C1 1 A A2 2 A Ad dd d d dd d,c cc ck

4、k c ck k c ct tt t= = =设设 ，则，则B B , ,0 0C C , ,0 00 0c cc c= = =A AB BC CA A , ,0 0c cc cc cc c+ + += =ABCABCdddddd0 0ddddddcccccctttttt+=+=故故( () )A A1 12 2A Ad dd dc ck kk kc ct t- -= =+ +2022-1-245积分上式，得积分上式，得( () )A A , ,0 01 12 2A Ac clnc ck kk kt t= =+ +即即( () )1 12 2A AA A , , 0 0ek kk kt tc

5、cc c- -+ += =将其代入将其代入 cB 和和cC 的微分方程，积分，容易得到的微分方程，积分，容易得到( () )( () )12121 A , 01 A , 0B B12121e1ekktkktk ck cc ckkkk-+-+=-=-+ +( () )( () )12122 A , 02 A , 0C C12121e1ekktkktk ck cc ckkkk-+-+=-=-+ + tcctkkcc 0 21AA)d(dA0,A2022-1-2461 1B BC C2 2k kc cc ck k= =在任一瞬间，两产物浓度之在任一瞬间，两产物浓度之比都等于两反应速率常数之比都等于两

6、反应速率常数之比。比。 在同一时刻在同一时刻 t，测出两产物浓度之比即可得，测出两产物浓度之比即可得 ，结合，结合由由 直线关系得到的直线关系得到的 值，即可求出值，即可求出 和和 。1212kkkkA Alnctct: :( () )1 12 2k kk k+ +1 1k k2 2k k 几个平行反应的活化能往往不同，温度升高有利于活几个平行反应的活化能往往不同，温度升高有利于活化能大的反应；温度降低则有利于活化能小的反应。化能大的反应；温度降低则有利于活化能小的反应。例例25例例26例例27例例28例例292022-1-2473. 连串反应连串反应0 0t t= =A A , ,0 0c

7、c0 00 0t tt t= =A Ac cB Bc cC Cc c反应的速率方程组：反应的速率方程组：ABCABC1 A1 A2 B2 B1 A1 A2 B2 Bdddddd dddddd;cccccck ck ck ck ck ck ck ck ctttttt= -=-= -=-=直接积分第一个方程，得直接积分第一个方程，得1 1A AA A , ,0 0e ek k t tc cc c- -= =代入第二个方程，得代入第二个方程，得以两个一级反应所组成的连串反应为例以两个一级反应所组成的连串反应为例:CBA21kk2022-1-2481 1B B1 1 A A 0 02 2 B Bd de ed d,k k t tc ck k c ck k c ct t- -= =- -( () )12121 A 01 A 0B B2121eeee,k tk tk tk tk ck cc ckkkk-=-=- -由于由于 ，故，故ABCA ,0ABCA ,0cccccccc+=+=1 1B1 A , 0B1 A , 0e ek tk tck ctck ct- -= =BA0 ,ACcccc tktkekekkkc2112120 ,A11 当当k1k2时，其解为时，其解为当当k1=k2时，其解为时，其解为2022-1-249Homework 36，41