大学化学习题 (12)

1、1又：又： Au2O3(s)+ 3H2(g) = 2Au(s)+3H2O(g, p ) (4) rGm (4)=3 fGm (H2O,g) fGm (Au2O3) fGm (Au2O3)=3 fGm (H2O,g) rGm (4) = 77.04kJ mol-1则分解反应则分解反应 Au2O3(s)=2Au(s)+3/2O2(g) (5) rGm (5)= fGm (Au2O3)= 77.04kJ mol-1 132/3210194. 3)(exppOfRTGKmrf(O2)=1.02 1014Pa第九章化学动力学基本原理第九章化学动力学基本原理习题课习题课3一、反应速率表达式：一、反应速率表

2、达式：aA bBdtvdcVdtvdnVdtdsdmmolriiii13/nApApkadtdpsPar1/ 对于对于(理想气体理想气体)气相反应气相反应 p=cRTncpRTkk1)(1)1(31/sdmmolknnnAcAckadtdcr注意：单位换算注意：单位换算4ktktxaaxakdtdxBAk2lnln)(2/11. 一级反应一级反应 k/s-12. 二级反应二级反应 k/ mol-1dm3 s-1aktktaxaxakdtdxxAk111)(22/ 12ktxbaxabbaxbxakdtdxxBAk)()(ln1)(53. 零级反应零级反应 k/moldm-3s-1 katktx

3、kdtdxBAk22/14. 三三 级反应级反应 k/mol-2dm6s-1 22/12232321)(1)(katktaxaxakdtdx5. n 级反应级反应 k/mol1-ndm3(n-1)s-1 12/ 111) 1(1)(1)(nnnnkatktnaxaxakdtdx常数61 积分法：尝试法积分法：尝试法 作图法作图法 半衰期法半衰期法 t1/2=Kc01-n2 微分法：微分法：3 孤立法（过量浓度法、降级法）孤立法（过量浓度法、降级法）) /ln() /ln(1002/12/1ccttn)/ln()/ln(2121ccrrn 72lnRTEdTkda常数RTEkaln211211)

4、()(lnTTRETkTkaRTEaAek/8例例1、选择、填空、选择、填空1.对于反应对于反应2NO2=2NO+O2，其反应速率表达式为（，其反应速率表达式为（ ）VdtddtOddtNOddtNOdDdtOddtNOddtNOdCdtddtOddtNOddtNOdBdtOddtNOddtNOdA22)()(22)(22)(22222222D92 .反应反应A + B C的速率方程为的速率方程为 则该反应的总级数是则该反应的总级数是_级，级，k的单位的单位_3. 某反应的转化率分别为某反应的转化率分别为50%，75%，87.5%, 所须所须时间分别为时间分别为t1/2， 2t1/2 ， 3t

5、1/2 ，则该反应对此物质，则该反应对此物质的级数为的级数为_4. 已知某反应的速率方程为已知某反应的速率方程为r=kAB, 则该反应的级则该反应的级数为数为_, 反应分子数反应分子数_CBAAccckdtdc1S-112不能确定不能确定105.某二级反应某二级反应2AP ，k=0.1 mol-1dm3s-1，c0=0.1 moldm-3，当反应速率降低，当反应速率降低9倍时，所须时间倍时，所须时间_6. 在温度在温度T，实验测得某化合物在溶液中分解的数据，实验测得某化合物在溶液中分解的数据 c0/ moldm-3 0.50 1.10 2.48 t1/2 /s 4280 885 174 则该化

6、合物分解反应级数为则该化合物分解反应级数为_200s3当当r=r0 /9 时，时，A= a/3saakt2001 . 01 . 0213/1111例例2、反应、反应mA nB，的速率表达式为：，的速率表达式为：mAkdtAd?dtBd则解：根据解：根据速率表达式速率表达式mdtAdndtBddtAdmndtBdmAmnk12例例3、气相反应气相反应证：将证：将A=pA/RT代入代入1)(ncpRTkknAcARTpkRTdtdpdtAdPnAckncAkdtAd若以压力代替浓度，若以压力代替浓度，速率公式速率公式为为：速率公式：速率公式：ncAkdtAdnApApkdtdp而nAncpRTk)

7、(1)(ncpRTkk气体设为理想气体气体设为理想气体, ,证明证明nApApkdtdp13例例4、气相反应、气相反应 2NO2 + F2 2NO2F当当2molNO2 和和3molF2 在在400dm3 的反应釜中混合，的反应釜中混合，已知已知300K时时k=38 mol-1dm3s-1 ，反应速率方程为，反应速率方程为 r=kNO2F2，计算，计算10s 后后 NO2 ,F2, NO2F在在反应釜反应釜中物质的量中物质的量解：根据速率方程表达式解：根据速率方程表达式22FNOiickcdtvdcr222VnnkVdtvdnFNOii22FNOiinnVkdtvdndtdnFNO2214设生

8、成设生成NO2F的物质的量为的物质的量为x, n(NO2)=2-x, n(F2)=3-x/2,)2/3)(2(2xxVkdtdx)6)(2(xxVkdtdxtxdtVkxxdx00)6)(2(tVkxbaxabba)()(ln14001038)6(2)2(6ln621xxx=n(NO2F)= 1.97moln(NO2)=2-x=0.03mol, n(F2)=3-x/2=2.01mol15例例5、实验发现，在等温条件下、实验发现，在等温条件下NO分解反应的半衰期分解反应的半衰期T/K 96710301085p0/kPa39.2048.0046.00t1/2/s152021253试求试求(1)反应

9、在反应在967K时的速率常数；时的速率常数； (2) t=t1/2 时反应混合物中时反应混合物中N2的物质的量分数；的物质的量分数； (3)活化能活化能Ea与与NO的初始压力的初始压力p0成反比。不同温度时测得如下数据：成反比。不同温度时测得如下数据：解：解：分解反应分解反应 NO(g) N2(g)+ O2(g)16解：解：分解反应分解反应 NO(g) N2(g)+ O2(g)根据题意，由二级反应半衰期公式根据题意，由二级反应半衰期公式t =1/kpp0 得得(1) kp(967K)=1.68710-8 Pa-1 s-1 (2) ( )T,V NO(g) N2(g)+ O2(g) t=0 p0

10、 0 0 t p0 p p/2 p/2 即即p总总=p0 t=t1/2 p0/2 p0/4 p0/4 所以：所以： x (N2)= p(N2) / p总总= 0.2517(3) 同同(1)的方法，可计算出：的方法，可计算出：211211)()(lnTTRETkTka分别代入前两组和后两组数据，得：分别代入前两组和后两组数据，得：Ea (1)= 232kJ mol-1 Ea (2)= 241kJ mol-1 Ea (平均平均) = 237kJ mol-1 kp(1030K)=9.82710-8 Pa-1 s-1 kp(1085K)=4.10510-7 Pa-1 s-1根据阿累尼乌斯公式：根据阿累

11、尼乌斯公式：18例例6、反应反应 NO2 NO + O2 (设为理想气体设为理想气体)经实验确定其速率方程为：经实验确定其速率方程为：（1）400C时，求起始压力为时，求起始压力为2.5 104 Pa的的NO2在密闭定容反应器中反应至总压力达到在密闭定容反应器中反应至总压力达到3.1 104 Pa所须时间；所须时间；（2）求该反应的表观活化能）求该反应的表观活化能Ea和指前因子和指前因子A的值的值速率常数速率常数k与温度与温度T的关系为：的关系为：222NOkdtNOd26.20/106 .12)/ln(3131KTsdmmolk19解解: :从题意可知该反应为二级反应从题意可知该反应为二级反应根据二级反应的速率公式，必须先求出根据二级反应的速率公式，必须先求出k和和p(NO2) (1) 673K时，反应的速率常数为：时，反应的速率常数为： lnk = 12.6103/673+20.26 k= 4.65 mol-1dm3s-1 = 4.65 10-3 mol-1m3s-1 NO2 NO + O2 t=0 p0 0 0 t: p p0 p (p0 p )/2 P(总总)= 3/2p0 p/2 则则 P(NO2)= 3p0 2p (总总)当当P(总总) =3.10 104 Pa时，时，P(NO2)= 3p0 2p (总总)= 1.30 104 Pa20由二级反应速率公式由