高等教育出版社：《物理化学简明教程》教材配套教学课件（PPT电子教案，第四版）第十章 复合反应动力学

- (2)温度特征: E 讨论 In k,=In A R Ink,=InA Ey RT ①E1>E2,A1>A2 n 总反应lnk-1/有转折点, 温度低时,kκk2,总反应以 生成产物C为主,温度高时, k>k2,总反应以生成产物B为 ‖主,可根据需要选择适当温度1nk 区间 ②E1>E2,A1<A2 总反应速率决定于最 快的反应。 第干章复合反应动力学 返回目录退雄 16

第十章 复合反应动力学 返回目录 退出 16 讨论 ① E1E2 ，A1A2 RT E k A RT E k A 2 2 2 1 1 1 ln  ln  ln  ln  1 2 1 2 lnk lnk 1/T 1/T ( 2) 温度特征： ②E1E2 ，A1<A2 总反应lnk -1/T有转折点， 温度低时， k1k2，总反应以 生成产物C为主，温度高时， k1k2，总反应以生成产物B为 主，可根据需要选择适当温度 区间。 总反应速率决定于最 快的反应。 O O

------------------------------------------------------------------1 3.连串反应(连续反应) 如果一反应要经几个连续的基元反应方能到达最后产 物,而前一基元反应的产物为后一基元反应的反应物,则 这种类型的反应称为“连串反应”,也称“连续反应” 例如二元酸酯的逐级皂化就是连串反应的典型例子。最简 单的连串反应: AA>B—k>C “瓶颈效应”: 其中速率常数最小的一步控制了总反应的速率,该步骤 称为总反应的速率控制步骤(rd.s),习惯上称作“慢步骤 d[ci 若>k2 dt k2B dal Fi KLA dt 第干章复合反应动力学 17 返回目录退出

第十章 复合反应动力学 返回目录 退出 17 3. 连串反应(连续反应) “瓶颈效应” ： 其中速率常数最小的一步控制了总反应的速率，该步骤 称为总反应的速率控制步骤 (r.d.s) , 习惯上称作“慢步骤” A 1B2C k k 若k1k2 2 2 d[C] [B] d r r k t    k1k2 1 1 d[A] [A] d r r k t     如果一反应要经几个连续的基元反应方能到达最后产 物，而前一基元反应的产物为后一基元反应的反应物，则 这种类型的反应称为“连串反应” ，也称“连续反应” 。 例如二元酸酯的逐级皂化就是连串反应的典型例子。最简 单的连串反应：

------------- 若k和相差不大,r与k1,k均有关: da dt=klAl (10.12a) dB =k[A]-k2[B (10.12b) dt i c k2B] (10.12c) dt ‖这三个方程中只有两个是独立的,因此只要解出其中任意‖ 两个方程,就可求得A、B、C的浓度随时间变化的关系。 (1)解方程(10.12a)t=0:[A]a,[B]=0,[C]=0 [A]=a-x=ae-6(与一级反应相同) 第干章复合反应动力学 返回目录退雄 18

第十章 复合反应动力学 返回目录 退出 18 [A] d d[A] 1 k t   若k1和k2相差不大，r与k1，k2均有关： [A] [B] d d[B] 1 2 k k t   [B] d d[C] 2 k t  (1)解方程(10.12a) t=0：[A]=a，[B]=0，[C]=0 1 [A] e k t a x a     (与一级反应相同) 这三个方程中只有两个是独立的，因此只要解出其中任意 两个方程，就可求得A、B、C的浓度随时间变化的关系。 (10.12a) (10.12b) (10.12c)

- (2)解方程(10.12b) db +k[B]=k[A]=k,ae n db +h2[B] kae=0 dt ka ‖解微分方程,得B e e k-K (3)[C]=a-[A]-[B] cky kia kot d-de k2-K 或 k a e+ e k2 k2-K k2-K 第干章复合反应动力学 19 返回目录退出

第十章 复合反应动力学 返回目录 退出 19 [B] [A] d d[B] 2 1 k k t   (2)解方程(10.12b) 1 1 2 2 1 [B] (e e ) k a k t k t k k      解微分方程，得 1 1 e k t k a   1 2 1 d[B] [B] e 0 d k t k k a t     (3) [C]= a – [A] – [B] 1 1 1 2 2 1 [C] e (e e ) k t k a k t k t a a k k         2 1 1 2 2 1 2 1 [C] 1 e e k k t k k t a k k k k              或

(1)连串反应浓度特征 [A]单调下降; C]单调上升; B B max [B]有极大值 求极值:4B」=0 B max dt 得 Ink/k, (10.16 max k2-k1 k2/k越大,[B]越小,m越小。 当k2k1很大时,[B]-t如图中虚线,[B]≈常数 第干章复合反应动力学 返回目录退雄 20

第十章 复合反应动力学 返回目录 退出 20 [A]单调下降； [C]单调上升； [B]有极大值。 0 d d[B]  t 2 1 2 1 B,max ln k k k k t   (1)连串反应浓度特征 求极值： 得 k2 /k1越大，[B]max越小，tB,max越小。 当k2 /k1很大时，[B]－t 如图中虚线，[B]≈常数。 a t B,max t [B]max [A] [C] [B] (10.16) O