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本文拟介绍一道典型动力学速率方程推导的题目,供参考.
[例]. 现有反应OCl-+I-=OI-+Cl-,其可能的反应机理及速率常数如下:
OCl-+H2O→HOCl+OH- (1) k1
HOCl+OH-→OCl-+H2O (2) k2
HOCl+I-→HOI+Cl- (3) k3
OH-+HOI→H2O+OI- (4) k4
已知k1、k2及k4>>k3,试推导以v[OI-]表示的速率方程,并推导表观活化能与基元反应活化能的关系.
解:依据已知条件k1、k2及k4>>k3可知:步骤(3)为速率控制步骤,并且步骤(1)、(2)及(3)可
采用平衡态近似法处理.
则:v[OI-]=v[HOI]=k3·[HOCl]·[I-] (5)
另由式(1)及(2)可得:k1/k2=[HOCl]·[OH-]/{[OCl-]·[H2O]} (6)
由式(6)可得:[HOCl]=(k1/k2)·{[OCl-]·[H2O]}/[OH-] (7)
将式(7)代入式(5)可得:
v[OI-]=(k1·k3/k2)·{[OCl-]·[H2O]·[I-]}/[OH-] (8)
式(8)即为以v[OI-]表示的速率方程.
另由式(8)可得:k=k1·k3/k2 (9)
式(9)两边同取自然对数可得:
lnk=lnk1+lnk3-lnk2 (10)
式(10)两边同时对温度求导可得:
将范特霍夫微分式代入式(11)可得:
式(12)两边同乘RT2可得:
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GMT+8, 2024-12-25 02:56
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