确定反应速度的其他方法在线视频

大家好

我们今天讲知识点五

确定反应速度的其他方法

我们在前面已经讲（解）了

用微分法和积分法

获得反应速度的方法

那么除了这两种方法之后，

我们还有其他两种方法

分别是半衰期法和时间比法

我们先看一看

什么叫半衰期法

半衰期法：

它的本质属于积分法的一种

它对于恒容气相不可逆反应来讲

是十分方便的

因为恒容气相不可逆反应

是可以根据压力的变化

来确定转化率的

比如说我们对于

反应A→R来讲

它的速度表达式

我们可以写成-dCA/dt

-dCA/dtt=K*CA的n次方

n是它的反应级数

那么它的积分式，

就可以写成如下几种方式

假设

我们的n=0

对于0级反应来讲

它的积分式

可以写成2.32

这个表达式

对于一级反应来讲

我们的表达式

可以写成2.33这个式子

对于n级反应来讲

它可以写成2.34这个式子

这个积分法

是根据我们高等数学的内容(求解方法)

去求解的

那么我们现在给出一个定义

叫半衰期

半衰期的定义是

把转化率

达到50%所需要的

反应时间称之为半衰期

用t0.5来表示

那么我们可以根据我们的0级、

1级、n级所对应的积分式

可以看出

我们0级反应

半衰期

与初始浓度是成正比的

一级反应

半衰期是一个常数

n级反应

也就是所对应的数据

lnt0.5与lnCA0是呈直线关系

我们只要对这条直线

求解斜率

就可以确定我们的反应级数

这种方法称之为半衰期法

我们只要通过实验

比如说我们变换一下

初始反应物的这个浓度

当这个浓度

变成1.0（应该是0.5）

变成0.5的时候

它测得的转化率50%所对应的时间

（如果）找出这么一个关系

这个半衰期

与我们的初始浓度是成正比的

我们就可以得到

它是0级反应

如果我们半衰期

与我们的初始浓度无关

是一个常数

那么我们就知道

它是一级反应

（顺其）自然，如果与我们的半衰期

呈一个lnt0.5与lnCA0

呈这么一个直线关系的话

就可以通过我们的斜率

来确定N

第二种方法叫时间比法

对于某一个反应来讲

我们的表达式

写成-dCA/dt

=K*CA的n次方

那么它的积分式，

(刚才我们已经推导过)

我们对这个积分式，

进行一下变换

通过我们的转化率

写成这样一个函数

这样一个函数

就是我们式子(2.38)这个式子

假设它是二级反应

N=2

XA=45%

也就是说转化率是45%

所对应的时间

我们写成t45

XA=35%的时候

所对应的时间

我们写成t35

那么我们来看一下

这个t45与t35之间

会是一个什么样的关系?

我们对2.38这个式子，

进行了一个求解

可以看到t45/t35

它等于一个常数值

通过计算，

我们知道

它等于1.52

好,这是对于二级反应来讲

如果对于三级反应或

对于n级反应来讲

它也同样可以得到

45%、35%

或者是任意两个转化率之间的

一个比值

并且这个比值，

应该是一个定值（常数）

假如我们对所有的反应

都绘制成

一个时间比的（汇总）表

通过我们实验数据

去寻找

去查询这个时间比（汇总）表时

就可以直接获得我们所对应的

化学反应的反应级数N

也就是说

我们需要通过以下三个步骤

确定反应级数n

第一，对各种级数的反应

按照转化率

每增加10%

计算出时间比

绘制成表

第二，

从实验测定的

某两个转化率下的

时间比值

去查询表中

所对应的反应级数

第三，

若从几次不同转换率下的

时间比值

查出的反应级数

基本（维持）不变

就可以确定

此反应

就是属于

表中

所对应的（查询的）反应级数

好，我们来回顾一下

我们确定反应速度的其他方法

除了上述所说的微分法、

积分法之外

我们又讲（解）了两种方法

一种是半衰期法

一种是时间比法

半衰期就是定义成

转化率为50%

所对应的反应时间

时间比法

就是对于各级反应的

转化率

每增加10%

计算出的时间（汇总）表

根据我们实验数据

去查询这个表

从而确定反应级数的一种方法

大家以后可以根据

我们反应的类型

根据自己所得到的

实验数据的规律

去选择适用的（四种）方法

分别去确定反应速度

本讲到此结束（谢谢）