则c4=c,0(1-x4)。代入式(4-2-7)得 CAo =In -kt CA CAo (1-x) In kt (4-2-11) 1-X4 由此可见对于单分子反应而言,达到一定转化率所需的时间 与初浓度c,无关。反应物A消耗一半(即x=12)所需的时 间,称为反应的半衰期,用12表示。由式(4-2-11)可得 In 2 t12= (4-2-12) 即单分子反应的半衰期仅与速率常数有关,而与初浓度无 关,这是单分子反应的第三个特征
则cA = cA,0(1 - xA)。代入式(4-2-7)得 kt xA = 1− 1 ln 由此可见对于单分子反应而言,达到一定转化率所需的时间 与初浓度cA,0无关。反应物A 消耗一半(即xA=1/2)所需的时 间,称为反应的半衰期,用t1/2表示。由式(4-2-11)可得 即单分子反应的半衰期仅与速率常数有关,而与初浓度无 关,这是单分子反应的第三个特征。 k t ln 2 1/ 2 = kt c x c c c A (1 ) ln ln A,0 A,0 A A,0 − = ( 4-2-11 ) ( 4-2-12 )
例4-2.1已知某气相基元反应A→B+C在320℃时k=2.2×105s1, 问在320℃加热90分钟时A的分解百分数为多少? 解:求A的分解百分数就是求A的转化率。由题给条件可知此 反应为单分子反应,将题给数据代入公式 =kt=2.2×105×(60×90)=0.12 1-x4=0.8880 x4=0.1120 所以A的分解百分数为11.20%
例4-2-1 已知某气相基元反应A→B+C在320℃时k =2.2×10-5s-1, 问在320℃加热90分钟时A 的分解百分数为多少? 解:求A的分解百分数就是求A 的转化率。由题给条件可知此 反应为单分子反应,将题给数据代入公式 1− x A = 0.8880 所以A的分解百分数为11.20%。 kt x A = 1− 1 ln 2.2 10 (60 90) 0.12 5 = × × × = − x A = 0.1120
3、双分子反应 基元反应中反应物分子数是2的反应称为双分子反应。双分 子反应是最常见的基元反应,如前面机理讨论中的 02+H→0H+0 CL2+H-→HCI+H 等均为双分子反应。双分子反应有以下两种类型: (1)2A→产物 -dc/dt kc2 (2)A+B→产物 -dc/dt kcacs 下面分别讨论上述两种情况 1)若反应物分子只有一种 2A→产物 des=kc dt
3、双分子反应 基元反应中反应物分子数是2的反应称为双分子反应。双分 子反应是最常见的基元反应,如前面机理讨论中的 O2 + H →OH + O Cl2 + H →HCl + H 等均为双分子反应。双分子反应有以下两种类型: (1)2A →产物 -dcA/dt = kcA2 (2)A + B →产物 -dcA/dt = kcAcB 下面分别讨论上述两种情况 1)若反应物分子只有一种 2 A A kc dt dc − = 2A →产物
上式分离变量, dc=kdt 积分上式 - =6kdh CA 11 得: kt (4-2-13) CA CA.O 将c1=c4,。(1-x)。代入上式得: XA kt cA.o(1-x4) 由上式可得双分子反应的半衰期: 1 t112 kc A,0 (4-2-14)
上式分离变量, kdt c dc − = 2 A A 积分上式 ∫ ∫ − = c t c kdt c A dc A 0 2AA , 0 得: kt c c − = A A,0 1 1 kt c x x A A A = (1 − ) ,0 将 cA = cA,0(1 - xA)。代入上式得: 由上式可得双分子反应的半衰期: , 0 1 / 2 1 A kc t = ( 4-2-13 ) ( 4-2-14 )
根据速率方程,可得到此类双分子反应的三个基本特征: ①k的单位为浓度]1时间; ②将浓度的倒数1/c对时间t作图, 可得一直线,直线的斜率为k; ③该反应中反应物A的半衰期与初浓 度和速率常数成反比。 2)若反应物分子有两种A+B→产物 则速率方程的微分形式为: dcA=kcλCB (4-2-15) dt ①如果反应物A和B的初浓度与其化学计量系数成正比, 即cA0:cB1:1。那么在反应的任一时刻,A和B的浓度均
根据速率方程,可得到此类双分子反应的三个基本特征: ① k 的单位为 [浓度 ] - 1·[时间 ] - 1; ② 将浓度的倒数1/ cA对时间 t 作图, 可得一直线,直线的斜 率为 k ; ③ 该反应中反应物 A的半衰期与初浓 度和速率常数成反比。 1/ cA t 2)若反应物分子有两种 A + B →产物 则速率方程的微分形式为: A B A kc c dt dc − = ① 如果反应物A 和B 的初浓度与其化学计量系数成正比, 即 cA,0 : cB,0=1 : 1。那么在反应的任一时刻,A 和B 的浓度均 ( 4 - 2 -15 )