6.典型复合反应
(1) 对行反应 如以正、逆反应均为一级反应为例,
A?k?1k1B
t = 0 cA,0 0 t = 1 cA cA,0 –cA t = ? cA,e cA,0 –cA,e
若以A的净消耗速率来表示该对行反应的反应速率时,则A的净消耗速率为同时进行的,并以A来表示正、逆反应速率之代数和。即
?dcA?k1cA?k?1(cA,0?cA)dt
上式的积分式为
lncA,0?cA,ecA?cA,e?(k1?k?1)t
对行反应的特点是经过足够长时间后,反应物与产物趋向各自的平衡浓度,于是存在
Ke?k1cA,0?cA,e?k?1cA,e
这一关系是在对行反应的计算中常使用。
(2) 平行反应 若以两个反应均为一级反应为例
k1
A
则 dcB/dt = k1cA
dcC/dt = k2cA
k2
B C
因B与C的生成均由A转化而来,所以A的消耗速率便是平行反应的反应速率,而且
-dcA/dt = dcB/dt + dcC/dt
得 -dcA/dt = (k1 + k2) cA
将上式积分得 ln(cA,0/cA) = (k1 + k2) t
平行反应的特点:当组成平行反应的每一反应之级数均相同时,则各个反应的产物浓度之比等于各个反应的速率常数之比,而与反应物的起始浓度及时间均无关。如例示的平行反应因组成其的两反应皆为一级反应,故有
cB/cC = k1/k2
7.反应速率理论之速率常数表达式
(1) 碰撞理论速率常数表达式
异种分子:k?(rA?rB)2(8πkBT/?)1/2e?Ec/RT 式中:Ec称为临界能,其与阿累尼乌斯活化能关系如下:
Ea?Ec?1RT2
(2) 过渡状态理论的速率常数表达式
k?kBT?Kch
?q*?Kc?**Le?E0/RTqAqB
式中E0为活化络合物X?与反应物基态能量之差。
用热力学方法处理Kc? 则得
k?kBT??O?OKexp(?S/R)exp(??H/RT)cOhc
8.量子效率与量子产率
量子效率
量子产率
??发生反应的分子数发生反应的物质的量?被吸收的光子数被吸收光子的物质的量生成产物B的分子数生成产物B的物质的量?被吸收的光子数被吸收光子的物质的量??