乐山师范学院 化学学院 知识点归纳
第十章 复合反应动力学
知识点归纳
1. 典型复合反应动力学
（1） 对峙反应
?????对于1-1级对峙反应：A????B，设A、B的起始浓度分别为a,b。速率公式为： k?kr?r??r??浓度特征：
dx?k?(a?x)?k?(b?x) dtb?xek??(k?k)t，xe?x?xee?? ?Kc?k?a?xe温度影响：
dln?Kc/?Kc??dT?Ea+?Ea-?rUm?，吸热反应温度升高有利???Urm?0，22RTRT?于产物生成；放热反应?rUm?0，总反应速率随温度的变化有极大值，存在最适宜反
应温度的选择问题。 （2） 平行反应
k1??B???对于A?k一级平行反应
2?C????速率公式：r?r1?r2??k1?k2??a?x? 浓度特征：a?x?ae??k1?k2?t，
?B??k1，其中x?B?C
????Ck??2E RTk1/k2表示反应的选择性。
温度的影响：lnk/?k??lnA/?A??????当E1?E2,A1?A2时，总反应lnk?1/T有转折点，可根据需要选择适当温度区间
1
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lnk 2 1 1/T
当E1?E2,A1?A2时，总反应速率决定于最快的反应。
lnk 2 1
（3） 连串反应
12?B???C 对于1-1级连串反应：A??1/T
kk速率公式：
d?B?dt?k1?A??k2?B?
?k1t浓度特征：?A??ae，
?B??k1a?e?k1t?e?k2t?，有极大值。
k2?k1 2
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tB,max?ln?k1/k2?/?k1?k2?
?B?max?k1??a???k2?k2k2?k1
温度的影响：lnk/?k??lnA/?A??????E RT当E1?E2,A1?A2时，高温：第二步控制；低温：第一步控制 lnk~1/T出现斜率改变，说明r.d.s改变
当E1?E2,A1?A2时，在某温度范围内总反应速率始终由第一步控制。
（4） 链反应
有自由基参与的综合型复合反应，称为链反应。链反应一般包含有链引发、链传递、链终止等几个步骤。链反应分为直链反应和支链反应。 2. 复合反应近似处理方法：
（1） 速率控制步骤：
对于速率常数悬殊的连串反应，总反应速率取决于反应速率最慢的一步，次步骤称为速决步，该效应称为“瓶颈效应”。 （2） 稳定态处理：
对于连串反应中间产物的生成速率与消耗速率近似相等的处理方法，达到稳态时，认为中间产物的生成速率与消耗速率相等，由此将微分方程变为代数方程。此方法适用于中间产物非常活泼，只能以极小浓度存在的反应。 （3） 平衡浓度法：
对于存在速控步的复合反应，速控步之前的各步反应可近似视为达到化学平衡的处理方法。
3. 光化学基本定律
光化学第一定律：只有被分子吸收的光才能引起分子的光化学反应。
光化学第二定律：在初级反应中，一个反应物分子吸收一个光子而被活化。
Beer-Lambert定律：平行的单色光通过一均匀吸收介质时，未被吸收的透射光强度It与入射光强度I0的关系为：
It?I0exp???dc?
4. 催化剂与催化作用
如果把某种物质加到化学反应体系中，可以改变反应的速率（即反应趋向平衡的速率）而本身在反应前后没有数量上的变化同时也没有化学性质的改变，则该物质称为催化剂，这种作用称为催化作用。当催化剂的作用是加快反应速率时，称为正催化剂；当催化剂的作用减慢反应的速率时，称为负催化剂或阻化剂。
催化作用是改变反应途径，从而改变活化能而使反应速率改变。催化剂不影响化学平衡，对?rXm(X?U,H,S,A,G)的值不改变。
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乐山师范学院 化学学院 作业
作业解答
?1?1?????B习题1 某对峙反应A?，其中，。如果反应k?0.006mink?0.002min?????k?k开始时为纯A，试问（1）达到A和B的浓度相等需多少时间？（2）100min时，A和B的
浓度比为多少？
解：设A的初始浓度为a
???B A???k?k?
t=0 a 0 t?t ?a?x? x
dx?k??a?x??k?x dtdx?dt
k??a?x??k?xdx?dt
k?a??k??k??x即
当t?0时，x?0，积分上式得：
?x0tdx?dt
k?a??k??k??x?0
lnk?a??k??k??t
k?a??k??k??x（1）?A???B?时，x?a，所以： 2k?a1t?lnk??k?k?a??k??k??x?
k?a1lnk??k?k?a??k??k??a/22k?1lnk??k?k??k?
??12?0.006ln0.006?0.0020.006?0.002?137min（2）由lnk?a??k??k??t得
k?a??k??k??x
k?ak?kt?e????
k?a??k??k??x1
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1k?kt?e????
?k?k?x1???k?ak?x??1?exp???k??k??t????ak??k?
0.006?1?exp???0.006?0.002??100?? ??0.006?0.002?0.413?
?A??a?x?a?1?1?1?1.42
0.413?B?xx习题4 高温时，乙酸的分解反应按下式进行：
k1??CH4+CO2???CH3COOH?k
2?CH2=CO+H2O????在1189K时，k1?3.74s?1，k2?4.65s?1，试计算：（1）乙酸分解掉99%所需时间；（2）这时所得到的CH2=CO的产量（以乙酸分解的百分数表示）。
解：（1）1-1级平行反应的动力学公式为：
ln1??k1?k2?t
1?x/at?1111ln?ln?0.549s
k1?k21?x/a3.74?4.651?0.99（2）
??CH4???CH2=CO??0.99a? ??CH4?k13.74?CH=CO?k?4.65?2??2CH2=CO?54.9% akk解得：
12?B???C，其中k1?0.1min?1，k1?0.2min?1，在t?0习题8 某连串反应A??时，?B??0，?C??0，?A??1mol?dm。试求算：（1）B的浓度达到最大的时间tB,max为
?3多少？（2）该时刻A、B、C的浓度各为若干？
解：（1）tB,max?ln?k1/k2?ln?0.1/0.2???6.93min
k1?k20.1?0.2（2）将t?6.93min代入下列公式：
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