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文档简介
1、10Au(A)-Pt(B)系统的熔点组成图及熔解度图如附图所示:(1)标示图中各相我的相态、相数和自由度; (2)绘系统点a的步冷曲线,并标示出该曲线转达折点处的相态的变化。 11已知101.25kPa,固体A和B的熔点分别为500和800,它们可生成固体化合物AB(s)。AB(s)加热至400时分解为AB2(s)和xB=0.40的液态混合物。AB2(s)在600分解为B(s)和XB=0.55的液态混合物。该系统有一最低共熔点,温度为300,对应的组成xB=0.10。(1)根据以上数据,画出该系统的熔点组成图,并标出图中各相区的相态、相数和自由度;(2)将xB=0.20的液态A、B混合物120
2、mol,冷却接近到300,然后再交替使用分离、加热的手段可获得纯B多少摩尔? (2.96mol)7/25/20221125时在等温容器中盛有气体A,其起始压力为101 325Pa,A按下式分解:A(g)(1/2)Y(g)+Z(g)Y很快地生成并建立平衡:Y(g) P(g) 其反应平衡常数K=10。已知的A分解为一级反应,其反应速率系(常)数为0.1 min-1,求10 min后容器中A,Y,Z,P的分压力。答:pA= 37.28 kPa,pY=2.92 kPa ,pZ = 64.05 kPa,pP=29.11 kPa7/25/202223 A和B按化学计量比导入等容容器中,于400K发生如下反
3、应: 2A(g)+B(g)Y(g)+Z(s) 已知速率方程为 。设开始时总压力为30 Pa,反应在7.5 min后总压力降至20 Pa。问再继续反应多长时间可由20 Pa降至15 Pa?另外,A的消耗速率常数kA=? 答:30min,7/25/202235 已知气相反应 2A + B 2Y的速率方程为。将气体A和B按物质的量比2:1引入一抽空的反应器中,反应温度保持400 K。反应经10 min后测得系统压力为84 kPa,经很长时间反应完了后系统压力为63 kPa。试求: (1)气体A的初始压力pA, 0及反应经10 min后A的分压力pA; (2)反应速率系(常)数kA; (3)气体A的半
4、衰期。答:(1)pA,0=63 kPa,pA=42 kPa (2)1.59103 kPa1min1(3)20min7/25/2022411.5 温度对反应速率的影响温度对k的影响远大于对浓度的影响。可归结为温度对k的影响11.5.1 范特霍夫(Vant Hoff)规则内容以kt表示温度t时的速率常数,kt+10表示t+10的速率常数下式中kt错误 此常数称反应速率的温度系数()。若温度变化为t+m10评价经验规则,不需要精确数据或无完整数据时,是一种粗略估计温度对反应速率常数影响的方法7/25/2022511.5.2 阿仑尼乌斯(Arrhenius)公式公式的形式指数形式 k0是指前因子(频率
5、因子),Ea是活化能对数形式 微分形式积分形式讨论以对作图,得一直线,由斜率可求活化能Ea由两个温度的速率常数可计算Ea;已知Ea和某一温度时的k值,可以计算其它温度的k值7/25/20226阿仑尼乌斯公式不仅适用于均相反应,也适用于非均相反应(包括催化反应)。但对链反应往往不能应用将阿式代入速率方程,得完整表示反应速率与C、T间关系 阿式只适用图(a)情形,更复杂的情形不适用(b)爆炸反应;(c)酶催化反应;(d)如碳的氧化,温度升高,副反应发生(e)如 7/25/20227例11.4 不同温度时五氧化二氮气体的分解反应速率常数列于表11.3中,将对作图得一直线如下图由图中直线的斜率可以求得
6、反应活化能Ea=103KkJ/mol,lnk0/k=31.31。将其代入式(11.36)得 利用此式可以求出不同温度时五氧化二氮分解反应速率常数kt/k/10-5s-1半衰期654872.49min551507.61min4549.825.2min3513.589.5min253.465.78h00.078710.9d7/25/2022811.6 活化能11.6.1 活化能(activation energy)基元反应的能峰活化能物理意义发生化学反应,普通分子(具有平均能量的分子)必须吸收足够的能量变成活化分子(能量超出某一最低值的分子),此过程要吸收的最小能量就称为活化能讨论反应物A变成为产
7、物C尽管能量降低过程,徂但必须先吸收一定能量Ea,1变成活化状态,然后变成产物C放出能量Ea,2。这里活化能具有能峰的意义。反应逆向,C先吸收能量Ea,2,然后再变成A并放出能量Ea17/25/20229整个过程能量净变化 对反应 依化学平衡的等容方程 因KC=k1/k2,将U视为二个能量之差,即,则 EC和EA分别表示产物和反应物具有的能量(kJmol-1)。按阿式; 二式相减并对照上式,可见 7/25/202210或 活化分子所具有的能量意义Ea,1是活化分子A的能量超出普通A的平均能量EA的部分,是正反应的活化能 ,Ea,2为逆反应活化能上述解释仅对基元反应才有明确的物理意义。非基元反应
8、只是表观活化能,无明确的物理意义。 例,非基元反应: 反应机理: I2 + M 2I + M 其中 即 因此 7/25/202211所以右式有错 结论(1)式中Ea是表观活化能或经验活化能,它是构成总包反应的各基元反应活化能代数和(2)阿仑尼乌斯方程不仅适用于基元反应,对多数的非基元反应亦可适用。且表观活化能虽含意复杂,仍具有能峰的含意7/25/20221211.6.2 活化能与反应速率Ea在阿氏公式中处于指数项,Ea值对反应速率影响很大。例,某反应活化能降低8.3145kJmol-1,反应速率常数变化 若T=300K,k/k=1/28。 Ea降低10kJmol-1,速率提高50倍Ea大小反映了温度对速率常数影响大小。二反应速率常数是k1和k2,活化能Ea1和Ea2,忽略指前因子影响 取对数并对T微分若E
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