对A+B=产物
若反应速率方程的微分式为:-dCA/dt=kCACB 当初浓度不等于计量系数之比,即CA0?CB0不能将上式化为-dCA/dt=kCA2 CB=CB0-(CA0-CA)=(CB0-CA0)+CA-dCA/dt=kCA[(CB0-CA0)+CA]积分可得:
1CB0CAkt?lnCA0?CB0CA0(CB0?CA0?CA)1CB0CAkt?lnCA0?CB0CA0CB§8-4动力学计算举例
例题1:乙酸乙酯皂化反应:
CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH
(A)
(B)
(C)
(D)
是二级反应。反应开始时(t=0),A与B的浓度都是0.02mol·dm-3,在21℃时,反应25min后,取出样品,立即终止反应进行定量分析,测得溶液中剩余NaOH为0.529×10-2mol·dm-3,问:(1)此反应转化率达90%需时若干?
(2)如果A与B的初始浓度都是0.01mol·dm-3,达到同样转化率,需时若干?
CA0?CB0 , CA?CB 所以 -dCA/dt?kC2A1?11?1?11?-13-1-13-1?k?????moldmmin?5.57moldmmin???2??t?CACA0?25?0.529?100.02?1?11??1?(1) t??1???1?min?80.8min??kCA0?1?x?5.57?0.02?1?0.9?1?11??1?(2) t??1???1?min?161.6min??kCA0?1?x?5.57?0.01?1?0.9?例题2:400K时,在一抽空的容器中,按化学计量比引入气体反应物A
和B,进行如下气相反应A(g)+2B(g)→C(g),反应开始时容器内总压力为3.36kPa,反应进行1000s后总压降为2.12kPa。已知此反应的速率方程为-dp/dt=kApA0.5pB1.5,求速率常数kA。解:由于反应物配料符合化学计量比2pA0=pB0,
所以2pA=pB,代入速率方程得:
-dp/dt=kApA0.5pB1.5 =kApA0.5(2pA)1.5
-dp/dt=21.5k2 =k′p2 (k′= 21.5k)pAAAAAA对二级反应有
11??k?AtpApA0p0= 3.36kPa,2pA0=pB0,, pC0=0,
所以
pA0=p0/3=1.12kPa
反应进行到t时刻时pB=2pA,pC0=pA0-pAp=pA+2pA+pA0-pA=2pA+pA0pA=(p-pA0)/2=(2.12kPa-1.12kPa)/2=0.5kPa
1?11?k??A??t?pApA0?1?11??????1000s??0.5kPa1.12kPa???1.107?10?3kPa-1S-1kA?2?1.5?4-1-1?kA?3.194?10kPaS
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