最新复旦物理化学简单级数反应精品课件.ppt

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1、药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室一一级反应（一一级反应（First-orderFirst-order）例举例举放射性衰变，热分解，分子重排（变旋，变构）放射性衰变，热分解，分子重排（变旋，变构）体内过程：吸收，分布，代谢，排除体内过程：吸收，分布，代谢，排除溶液中药物水解（假一级）溶液中药物水解（假一级）速率方程速率方程kctc dd积分形式积分形式 tcctkcc0dd0ktcc 0lnc：反应物浓度：反应物浓度特点特点1线性关系式线性关系式ln c = ln c0 ktln c t 线性回归，斜率线性回归，斜率 = k浓度浓度时间时间浓度浓度 kk: 时间时间12k的单位的单位kt

2、cc e0或或药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反应（Second Second order order ）(2) 式积分式积分A + D Pt = 0adt = ta xd xx xdxaktxa dd tkxdxaxdd 待定系数法拆项：待定系数法拆项：tkxxaxddadd111 txtkxaxaxdxdda00ddd1ktax

3、adxdda lnln1 ktxdaxadda ln1ktcccccc, D0.AAD0D0A0ln1药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反应（Second Second order order ）特点特点ktcc 011ktcccccc, DA0AD0D0A0ln11线性关系式线性关系式式（式（1）011cktc tc1线性回归，斜率线性回归，斜率 = k式（式（2）有三种，）有三种，ktcccccc D0.AAD0,D0,A0,ln112ktcccccc )( lnD0,A0,D0.AAD0, 3ktcccccc )( lnlnD0,A0,DA0.AD0, 药学院物理

4、化学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反应（Second Second order order ）特点特点ktcc 011ktcccccc B0.AAB0,B0,A0,ln11线性关系式线性关系式式（式（1）011cktc 式（式（2）有三种，）有三种， A0,D0,D0A0DAln lnccktcccc, 2k的单位的单位2浓度浓度时间时间浓度浓度 kk: 浓度浓度1 时间时间1处理最简单的为处理最简单的为药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反应（Second Second order order ）特点特点ktcc 011ktcccccc D0.AAD0,D

5、0,A0,ln11线性关系式线性关系式式（式（1）011cktc A0,D0,D0,A0,DAln clnccktccc 2k的单位的单位2浓度浓度时间时间浓度浓度 kk: 浓度浓度1 时间时间13半衰期半衰期式（式（1）21002111ktcc kct0121 式（式（2）A，D有不同的半衰期有不同的半衰期药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反应（Second Second order order ）气相反应用压力表示时气相反应用压力表示时tkppp 011tkppppppp D0.AAD0,D0,A0,ln1药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反

6、应（Second Second order order ）例例1乙酸乙酯皂化反应为二级反应：乙酸乙酯皂化反应为二级反应： CH3COOC2H5 (A) + NaOH (D) CH3COONa + C2H5OH已知已知c0, A= c0, D= 0.02 mol/L，t = 25 min时，时，cD =5.29 103 mol/L。求求 （1）转化转化90的时间，的时间， （2）若若c0, A= c0, D= 0.01 mol/L，转化，转化90的时间及的时间及t1/2 。解解 (1)ktcc 0112502011029513 k.k = 5.56 (mol/L)1 min1t. 5650201

7、100201 t = 80.93 min药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反应（Second Second order order ）例例1乙酸乙酯皂化反应为二级反应：乙酸乙酯皂化反应为二级反应： CH3COOC2H5 (A) + NaOH (D) CH3COONa + C2H5OH已知已知c0, A= c0, D= 0.02 mol/L，t = 25 min时，时，cD =5.29 103 mol/L。求求 （1）转化转化90的时间，的时间， （2）若若c0, A= c0, D= 0.01 mol/L，转化，转化90的时间及的时间及t1/2 。解解 (1)ktcc 0

8、11k = 5.56 (mol/L)1 min1t = 80.93 min(2)t. 5650101100101 t = 161.9 minkct0121 56. 501. 01 =18 min药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反应（Second Second order order ）例例2 溴代异丁烷（溴代异丁烷（A）与乙醇钠（）与乙醇钠（D）在乙醇溶液中反应为二级，）在乙醇溶液中反应为二级， A + D P，已知，已知c0, A = 0.0505，c0, D = 0.0762 mol/L，95.15 C时时反应数据如下，求（反应数据如下，求（1）k(2) 1小时后

9、小时后cA(3) A的的 t1/2cA = cD ( c0, D c0, A) = cD 0.0257t/min0510203050cD/mol L- -10.07620.07030.06550.05800.05320.0451解解 (1)A0,D0,D0,A0,DAln )(lnccktcccc cA/mol L- -10.05050.04460.03980.03230.02750.01940.41140.45500.49820.58540.65990.8436BAlncc 回归方程为回归方程为(r = 0.9996, n = 6 )41130 105718ln3DA.t.cc 药学院物理化

10、学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反应（Second Second order order ）例例2 求（求（1）k(2) 1小时后小时后cA(3) A的的 t1/2解解 (1)A0,B0,B0,A0,BAln )(lnccktcccc 回归方程为回归方程为41130 105718ln3BA.t.cc ( c0, A c0, D ) k = 8.571 103 k = 0.3335 L mol1 min1411306010 5718)(ln3-A0,B0,AA.cccc (2)cA = 0.0168 mol/L(3)A0,A21cc 代入代入41130 105718)(ln213A

11、0,B0,A021A021.t.cccc ,t1/2 = 33.6 min药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二二级反应（二二级反应（Second Second order order ）例例3在抽空的刚性容器中，在抽空的刚性容器中，A气体发生二级反应，计量方程为气体发生二级反应，计量方程为 A (g) B(g) + 2C(g)，323K时实验数据如下，其中时实验数据如下，其中0时刻只时刻只有气体有气体A，求，求kp解解A B + 2Ct = 0p0t = tpp0 p2(p0 p)p总总=3p0 2p) 3(210总总ppp tkppp 011回归方程为回归方程为04060 000724

12、01.t.p (r =0.9905, n = 4 )kp = 7.24 10 4 kPa 1 min1t/min0205080p总总/kPa26.6746.6753.3459.67pA/kPa26.6716.6713.3410.17药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三零级反应（三零级反应（Zero-orderZero-order）例举例举光化反应，电化反应，表面催化反应光化反应，电化反应，表面催化反应缓释制剂释药过程（假零级）缓释制剂释药过程（假零级）速率方程速率方程ktc dd积分形式积分形式 tcctkc0dd0c0 c = ktc：反应物浓度：反应物浓度特点特点1线性关系式线性关系

13、式c = c0 ktc t 线性回归，斜率线性回归，斜率 = k2k的单位的单位k 时时间间浓浓度度k: 浓度浓度 时间时间13半衰期半衰期210021ktcc kct 2021 气相反应用压力表示时：气相反应用压力表示时：p0 p = kpt 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四n级反应（小结）级反应（小结）速率方程速率方程nkctc dd积分形式积分形式 tccntkcc0dd0ktcnccn 0111ktccnnn 1011111特点特点1线性关系式线性关系式10111)(1 nncktnc2k的单位的单位nk 浓度浓度时间时间浓度浓度 k：浓度：浓度1 n 时间时间13半衰期半

14、衰期 211010211111ktccnnn 101 11221 nnkcnt药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四n n级反应（小结）级反应（小结）ktccnnn 1011111特点特点1线性关系式线性关系式1011)1(1 nncktnc2k的单位的单位nk 浓度浓度时间时间浓度浓度 k：浓度：浓度1 n 时间时间13半衰期半衰期 211010211111ktccnnn 101 11221 nnkcnt当当 n = 0，2，3时代入，可得到相应的动力学方程时代入，可得到相应的动力学方程思考：思考：n 1时，动力学方程如何？时，动力学方程如何？t1/2方程如何？方程如何？药学院物理化学

15、教研室药学院物理化学教研室四四n级反应（小结）级反应（小结） nnpcRTktc1dd 气相反应速率常数气相反应速率常数kp与与kc关系关系理想气体理想气体 p = cRT代入代入nppktp ddnpcRTktcRT)(d)d( nnpcRTktcRT dd= kc cnkc = kp (RT) n1注意注意 （1）式中单位，）式中单位，p：Pa，c：mol/m3（2）p为反应物分压，一般实验测得为总压为反应物分压，一般实验测得为总压药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四n级反应（小结）级反应（小结）例例 零级表面催化反应：零级表面催化反应：2N2O 2N2 + O2 ，1020K时数

16、据如下，时数据如下，求求 kp , kc 和和 t1/2。解解2A 2B + Ct = 0p0t = tpp0p pp 021ppp21230 总总 p = 3p0 2p总总计算计算p，p t 线性回归求线性回归求kp对于零级反应，对于零级反应，p总总 t 也为线性关系：也为线性关系：p0 p = ktp0 (3p0 2p总总) = ktktpp210 总总t/s100200300400p总总/kPa20.130.140.450.4药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室四四n n级反应（小结）级反应（小结）例例 零级表面催化反应：零级表面催化反应：2N2O 2N2 + O2 ，1020K时数

17、据如下，时数据如下，求求 kp , kc 和和 t1/2。p0 p = ktp0 (3p0 2p总总) = ktktpp210 总总t(s)100200300400p总总(kPa)20.130.140.450.4解解p总总 t 的回归方程为的回归方程为 p总总= 9.95 + 0.1012 t ( r = 0.9999, n = 4 )(1) 斜率斜率=pk21= 0.1012kp = 0.2024kPa s1(2)kc = kp (RT) 01 = 202.4 ( 8.314 1020 )1= 0.02386 mol m3 s1(3)kpt 2021 2040. 0295. 9 = 24.58 s药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室制作：陈纪岳制作：陈纪岳请转下一节