化学动力学基本原理思维导图

第九章 化学动力学基本原理

一、填空题

1、设物质A可发生两个平行的一级反应：

??B?C （b）A????D?E （a）A??式中，B和C是需要的产品，D和E为副产物。设两反应的频率因子相等且与温度无关，Ea>Eb，则反应(a)和反应(b)相比,速率较大的反应是 ，升高温度对 更有利。 2、硝酸异丙烷在水溶液中被碱中和，其反应速率常数可表示为lgk=11.899-3163/T，该反

应的表观活化能为 。

3、今将某物质A放入一反应器内，反应了3600s，消耗掉75%，设反应分别为一级，二级，

零级反应。则反应进行了7200s时，对于各级反应，A物质的剩余量分别为 、 和 。

4、某化合物的分解反应是一级反应，设反应的活化能E=14.43×104J·mol，已知557K时

该反应的速率常数k=3.3×10-2s，现要控制反应在10min内转化率达到90%，则应控制该反应的温度为 。

5、比较两相同类型的反应I和II，发现活化能EI>EII，速率常数kI>kII，其原因在于 。 6、在T，V恒定时，反应A(g)+B(g)→D(g) t=0时，PA,0=800kP

第九章 化学动力学基本原理

一、填空题

1、设物质A可发生两个平行的一级反应：

??B?C （b）A????D?E （a）A??式中，B和C是需要的产品，D和E为副产物。设两反应的频率因子相等且与温度无关，Ea>Eb，则反应(a)和反应(b)相比,速率较大的反应是 ，升高温度对 更有利。 2、硝酸异丙烷在水溶液中被碱中和，其反应速率常数可表示为lgk=11.899-3163/T，该反

应的表观活化能为 。

3、今将某物质A放入一反应器内，反应了3600s，消耗掉75%，设反应分别为一级，二级，

零级反应。则反应进行了7200s时，对于各级反应，A物质的剩余量分别为 、 和 。

4、某化合物的分解反应是一级反应，设反应的活化能E=14.43×104J·mol，已知557K时

该反应的速率常数k=3.3×10-2s，现要控制反应在10min内转化率达到90%，则应控制该反应的温度为 。

5、比较两相同类型的反应I和II，发现活化能EI>EII，速率常数kI>kII，其原因在于 。 6、在T，V恒定时，反应A(g)+B(g)→D(g) t=0时，PA,0=800kP

§9.3 简单级数反应的动力学规律

凡是反应速率只与反应物浓度有关，而且反应级数，无论是?、?、…或n都只是零或正整数的反应，统称为“简单级数反应”。

简单反应都是简单级数反应，但简单级数反应不一定就是简单反应，前已述及的HI气相合成反应就是一例。具有相同级数的简单级数反应的速率遵循某些简单规律，本节将分析这类反应速率公式的微分形式、积分形式及其特征。

（1）一级反应

反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。其速率公式可表示为

dc??k1cdt (9.7)

dc式中c为t时刻的反应物浓度。将上式改写成??k1dt的形式，积分可得

clnc??k1t?B (9.8) B为积分常数，其值可由t = 0时反应物起始浓度c0确定：B = ln c0。故一级反应速率公式积分形式可表示为

cln0?k1tc (9.9)

c1k1?ln0tc (9.10) 或

?k1tc?ce0或 (9.11)

使用这些公式可求算速率常数k1的数值，只要知道了

乐山师范学院 化学学院 知识点归纳

第九章 化学动力学基本原理

知识点归纳

1. 反应速率

对于任一化学反应0???BBB，反应速率为：

1d?1d?B? r??Vdt?Bdt2. 质量作用定律

对于基元反应aA?bB?P，反应速率为：

abr?k?A??B?

反应级数与反应分子数的区别：总包反应只有反应级数，其反应级数有实验确定或由反应机理推得；基元反应反应级数等于反应分子数。

3. 简单级数化学反应的速率公式及特点 级数 零级 反映类型 表面催化反应 微分式 积分式 半衰期 dx?k0 dtdx?k1?a?x? dtdx2?k2?a?x? dtlnx?k0t a?k1t a?xa 2k0ln2 k11 k2a无 一级 A?P a?b 二级 x?k2t a?a?x?A?B?P dx?k2?a?x??b?x? a?b dtA?B?C?P 三级 1b?a?x?ln?k2t a?ba?b?x??a?b?c? dx3?k3?a?x? dt1?11???k3t 22?2?a???a?x?3 2k3a2 4. 阿伦尼乌斯经验式

E?E?dlnk?a2 k?Aexp??a?或dTRT?RT?5. 碰撞理论

碰撞理论借助于气体分子运动论，把气相中的双分子

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第九章 化学动力学基本原理

知识点归纳

1. 反应速率

对于任一化学反应0???BBB，反应速率为：

1d?1d?B? r??Vdt?Bdt2. 质量作用定律

对于基元反应aA?bB?P，反应速率为：

abr?k?A??B?

反应级数与反应分子数的区别：总包反应只有反应级数，其反应级数有实验确定或由反应机理推得；基元反应反应级数等于反应分子数。

3. 简单级数化学反应的速率公式及特点 级数 零级 反映类型 表面催化反应 微分式 积分式 半衰期 dx?k0 dtdx?k1?a?x? dtdx2?k2?a?x? dtlnx?k0t a?k1t a?xa 2k0ln2 k11 k2a无 一级 A?P a?b 二级 x?k2t a?a?x?A?B?P dx?k2?a?x??b?x? a?b dtA?B?C?P 三级 1b?a?x?ln?k2t a?ba?b?x??a?b?c? dx3?k3?a?x? dt1?11???k3t 22?2?a???a?x?3 2k3a2 4. 阿伦尼乌斯经验式

E?E?dlnk?a2 k?Aexp??a?或dTRT?RT?5. 碰撞理论

碰撞理论借助于气体分子运动论，把气相中的双分子

前言、PLC的发展背景及其功能概述

PLC，(Programmable Logic Controller)，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器“Sequence Controller”，1978 NEMA(National Electrical Manufacture Association)美国国家电气协会正式命名为Programmable Logic Controller，PLC)，其定义为一种电子装置，主要将外部的输入装置如：按键、感应器、开关及脉冲等的状态读取后，依据这些输入信号的状态或数值并根据内部储存预先编写的程序，以微处理机执行逻辑、顺序、定时、计数及算式运算，产生相对应的输出信号到输出装置如：继电器(Relay)的开关、电磁阀及电机驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序的目的。并藉由其外围的装置(个人计算机/程序书写器)轻易地编辑/修改程序及监控装置状态，进行现场程序的维护及试机调整。而普遍使用于PLC程序设计的语言，即是梯形图(Ladder Diagram)程序语言。

而随着电子科技的发展及产业应用的需要，PLC的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等，输出/入信号也包含了DI (Digital In

前言、PLC的发展背景及其功能概述

PLC，(Programmable Logic Controller)，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器“Sequence Controller”，1978 NEMA(National Electrical Manufacture Association)美国国家电气协会正式命名为Programmable Logic Controller，PLC)，其定义为一种电子装置，主要将外部的输入装置如：按键、感应器、开关及脉冲等的状态读取后，依据这些输入信号的状态或数值并根据内部储存预先编写的程序，以微处理机执行逻辑、顺序、定时、计数及算式运算，产生相对应的输出信号到输出装置如：继电器(Relay)的开关、电磁阀及电机驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序的目的。并藉由其外围的装置(个人计算机/程序书写器)轻易地编辑/修改程序及监控装置状态，进行现场程序的维护及试机调整。而普遍使用于PLC程序设计的语言，即是梯形图(Ladder Diagram)程序语言。

而随着电子科技的发展及产业应用的需要，PLC的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等，输出/入信号也包含了DI (Digital In

1.某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应的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

解析：反应为零级反应

2.已知二级反应的半衰期 t?＝1/k2c0，则t?应为（B）

A.2/k2c0 B.1/3k2c0 C.3/k2c0 D.4/k2c0

解析：t?=1/k2c0×1/4÷（1-1/4）=1/3k2c0

3.某反应只有一种反应物,其转化率达到75%的时间是转化率达到50%的时间的两倍,反应转化率达到64%的时间转化率达到x %的时间的两倍,则x 为 ( C ) A.32 B.36 C.40 D.60 解析：一级反应的特点： t1/2 : t3/4 : t7/8= 1 : 2 : 3 t = 1/k1ln[1/(1?α)]

t(64%)/t(x %)=2=ln[1/(1?0.64)]/ln[1/(1?x %)] [1/(1?x %)]= 1/0.36 ? 1?x % =0.6 x % = 0.4

4.某反应，其半衰期与起始浓度成反比， 则反应完成87.5%所需时 间

化学动力学自测试题 一、是非判断

1. 反应速率常数 kA与反应物的浓度有关 2. 反应级数不可能为负数 3. 一级反应肯定是单分子反应 4. 质量作用定律只适用于基元反应

5. 对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的起始浓度越低，则所需的时间

越短

6. 催化剂只能加快反应速率，而不能改变化学反应的标准平衡常数

7. 对同一化学反应，活化能一定则反应的起始温度越低，反应的速率常数对温度的变化越

敏感 8. Arrhenius 活化能的定义是Ea?RT2dlnk dTcA,02kA9. 对于基元反应，反应速率常数随温度的升高而增大。 10. 若反应 A → Y，对A为零级，则A的半衰期t1/2=

。

11. 设对行反应正方向是放热的，并假定正、逆反应都是基元反应，则升高温度更有利于增

大正反应的速率系数

12. 鞍点是反应的最低能量途径上的最高点，但它不是势能面上的最高点，也不是势能面上

的最低点

13. 光化学的量子效率不可能大于1。 14. 阿伦尼乌斯方程适用于一切化学反应 二、选择题

1. 反应 ：A+2B→Y，若其速率方程为 ?dcAdc?kAcAcB或 ?B?kBcAcB，则 kA 、kBdtdt的关系是（ ）

A. kA=k

第十一章 化学动力学基础（一）

本章要求：

1.掌握宏观动力学中的一些基本概念，如反应速率的表示、基元反应，非基元反应、反应级数、反应分子数和速率常数等。

2.掌握具有简单级数反应的特点，并会从实验数据判断反应级数，利用速率方程计算速率常数，半衰期等。

3.对三种典型的复杂反应（对峙反应，平行反应和连续反应）掌握它们的特点，使用合理近似方法，作一些简单的计算。 4.掌握温度对反应速率的影响。

5.掌握阿累尼乌斯经验式的各种表示形式，知道活化能的含义，掌握其求算方法。

6.掌握链反应的特点，会用稳态近似，平衡假设和速控步等近似方法从复杂的机理推导出速率方程。

§11.1 化学动力学的任务和目的

热力学研究化学反应的方向和极限，而动力学研究则是化学反应的速率和反应机理。 一．化学动力学的任务

1.了解反应的速率以及各种因素对反应速率的影响。

2.研究反应历程，探讨速率控制步骤，使反应按照我们希望的方向进行。 二．化学动力学的目的

为了控制反应的进行，使反应按照认识所希望的速率和方向进行并得到所希望的产品。 三．动力学的反之概论

1.宏观动力学阶段，19世纪后半叶，该阶段确立了质量作用定律和阿累尼乌斯公式，提出了活化能的概念，由于当时测试手段相对落