二级反应
反应速度与两个反应物浓度的乘积成正比
二级反应是指反应速度与两个反应物浓度的乘积成正比,也就是与反应物浓度的二次方成正比的化学反应。二级反应的反应速度方程式为:dx/dt=k(a-x)(b-x),a与b分别为反应物开始时的浓度,x为生成物的浓度。
简介
二级反应是指反应速度与两个反应物浓度的乘积成正比,也就是与反应物浓度的二次方成正比的化学反应。二级反应的反应速度方程式为:dx/dt=k(a-x)(b-x),a与b分别为反应物开始时的浓度,x为生成物的浓度。
原理
二级反应的反应速度方程式为:dx/dt=k(a-x)(b-x),a与b分别为反应物开始时的浓度,x为生成物的浓度。二级反应的半衰期为1/(k*a) (只适用于只有一种反应物的二级反应;两种反应物的二级反应的半衰期公式比较复杂,除包含速率常数k外,还与反应物起始浓度有关),即开始时反应物浓度愈大,则完成浓度减半所需的时间愈短。二级反应最为常见,如乙烯丙烯、异丁烯的二聚反应乙酸乙酯水解,甲醛的热分解等,都是二级反应。
对于速率方程的详细推导过程如下,
1.对于
移项得:
解得:
2.对于
为简化模型,设x为t 时间内反应新生成的产物的量,于是有
解得:
其中, 为物质A的起始浓度,[A]为反应 t 时间后的实际浓度; 为反应起始时间。如果用a代表,用b代表,x仍为新生成的产物,且起始时间为0,则1和2的公式可分别表示为与 。
如需求反应半衰期,只需令x为起始浓度的一半,根据速率方程解出时间即可,此处不再详细推导公式。
分类
反应速率与物质浓度的二次方成正比(即级数比n=2)的反应。对反应aA+bB→P,速率方程分两种情况:
(1)r=kC2A,称为纯二级反应,1/CA~t图为一直线,其半衰期与初始浓度成反比(t1/2=1/C0Ak)。如碘化氢气相热分解2HI→I2+H2即属此类;
(2)r=kCA·CB,称为混二级反应,若反应物以计量比存在,情况同纯二级反应。若反应物不以计量比存在,则ln(a-x/b-x)~t图为一直线,其中a、b为两反应物起始浓度,x代表t时刻反应物质的浓度。如乙酸乙酯皂化反应CH3COOC2H5+OH-=CH3COO-+C2H5OH即属此类。
参考资料
最新修订时间:2023-12-17 11:19
目录
概述
简介
原理
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