动力学习题汇总级反应

1、8-1-1 反应ClCOOCl3(g)2COCl2(g)，在定温定容容器中进行，测得总压力p与时间t的关系如下：已知为一级反应，求反应速率系(常)数。已知t=0时，只有反应物。t /s 0 51 206 454 751 1132 1575 2215 p/kPa 2.004 2.064 2.232 2.476 2.710 2.969 3.197 3.4521解：p =2p0 = 4.008 kPa t /s 51 206 454 751 1132 1575 2215kA/104s1 5.96 5.84 5.91 5.79 5.80 5.75 5.79 =5.83104s1。28-1-2 二甲醚的

2、气相分解是一级反应： CH3OCH3（g）CH4（g）+ H2（g）+ CO（g）504时把二甲醚充入真空的定容反应器内，测得总压力数据如下： t / s 0 390 777 1587 3155 p/kPa 41.3 54.4 65.1 83.2 103.9试计算该反应在504的反应速率系(常)数及半衰期。3解：p =3p0 =123.9 kPa t / s 390 777 1587 3155 kA/104s1 4.43 4.37 4.46 4.50 =4.44104 s1 t1/2 =ln2 /kA =1.56103 s 。48-1-3 H2O2的催化分解反应为一级反应。水溶液中的H2O2浓

3、度可用KMnO4溶液滴定后确定。测得滴定所消耗的KMnO4溶液体积V与时间t的关系如下： t /min 0 5 10 20 30 50 V/ml 46.1 37.1 29.8 19.6 12.3 5.0试求H2O2分解反应的反应速率系(常)数。5解： t / min 5 10 20 30 50 kA / min1 0.0434 0.0436 0.0428 0.0440 0.0440 =0.0436 min1 68-1-4 氯化重氮苯的反应如下： C6H5N2Cl(溶液) C6H5Cl(溶液) + N2(g)50时测得放出的N2体积（在一定温度和压力下）V与时间t的关系如下： t / min 6

4、 9 12 14 18 22 24 26 30 V/cm3 19.3 26.0 32.6 36.0 41.3 45.0 46.5 48.4 50.4 58.3已知为一级反应，求反应速率系(常)数。7解：cA（VVt） cA，0 Vt / min 6 9 12 14 18 22 24 26 30 kA/102min1 6.70 6.56 6.83 6.86 6.85 6.72 6.66 6.82 6.66=6.7410-2 min1 88-1-5 蔗糖的转化反应可用旋光仪进行研究，恒温下测得溶液的旋光角与时间t的关系如下： t / min 0 10 20 40 80 180 300 6.60 6

5、.17 5.79 5.00 3.71 1.40 0.24 1.98已知为一级反应，求反应速率系(常)数。9 解： t / min 10 20 40 80 180 300 kA/103min1 5.14 4.96 5.16 5.13 5.18 5.32=5.15103min1。 108-1-6 对于某一级反应和某二级反应，若反应物初浓度相同且半衰期相等，求在下列情况下二者未反应的百分数。 （1）t1=t1/2/2； （2）t2=2t1/2 。11解：一级反应 t1/2= ln2/k 设反应物初浓度为cA,0二级反应 t1/2=1/（kcA,0） （1）t1=t1/2/2一级： 1xA=0.707

6、=70.7%二级：1xA=0.667=66.7% （2）t2=2t1/2一级：1xA=0.25=25%二级： 1xA=0.333=33.3% 12 8-1-7 在定温300K的密闭容器中，发生如下气相反应：A（g）+B（g）Y（g）测知其速率方程为 假定反应开始只有A（g）和B（g）（初始体积比为1：1），初始总压力为200 kPa，设反应进行到10 min时，测得总压力为150 kPa，则该反应在300 K时的反应速率系(常)数为多少？再过10 min时容器内总压力为多少？13 解： A（g） + B（g ） Y（g） t=0： pA,0 pB,0 0 t=t： pA pB pA,0 pA

7、则时间t时的总压力为 pt = pA+ pB+ pA,0 pA= pB+ pA,0 因为 pA,0= pB,0 符合化学计量系数比，所以 pA= pB 则 pt = pA + pA,0 故 pA= pB= pt pA,0代入速率微分方程，得积分上式，得14 已知pt,0=200kPa，pA,0=100kPa，即 代入t=10min时，pt=150kPa，得 k=0.001kPa1min1 当 t=20min时，可得 pt =133kPa15 8-1-8 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10min后

8、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的半衰期。16解：（1） 2A + B 2Y t=0 pA，0 pA，0/2 0 t=t pA pA，0/2（pA，0pA）/2 pA，0 pA p(总)=pA，0+pA/2 pA=2p(总)pA，0 t=，pA=0， p(总，)= pA，0=63kPa t=10min pA=2（8463）kPa=42kPa（2）=1.59103 kPa1min117（3）18 8-1-9 反应 2A + B Y由试验

9、测的为二级反应，其反应速率方程为：70时，已知反应速率系(常)数kB = 0400 dm3mol1s1，若 cA0 = 0200 moldm3， cB0 = 0100 moldm3。试求反应物A的转化率为90 %时，所需时间t = ？19 解：按cA0 = 2cB0，则反应过程中始终有 cA = 2cB，于是 分离变量积分，得或又 ，则20 8-1-10 反应A + 2B Z的速率方程为： 在25时，kA = 1 102 mol1dm3s1，求25时，A反应掉20 %所需时间。 （1）若cA0 = 001 moldm3，cB0 = 100 moldm3； （2）若cA0 = 001 moldm

10、3，cB0 = 002 moldm3。21解：（1）因为 cA0 cB0 ，所以 cB cB0 = 常数，故有于是解得 （2）由于cA0：cB0 = 1：2，与A，B的化学计量系数之比相同，故反应过程中始终有cA：cB = 1：2即cB = 2cA，则速率方程变为:22=1.25103 s 。 将 cA = cA0（1xA）代入，分离变量积分，得238-1-11 在326时 1,3丁二烯反应生成二聚物 C8H12。将一定量的1,3丁二烯置于容器中，测得不同时间容器内的压力为： t/min 0 12.18 24.55 42.50 68.05 p/kPa 84.26 77.88 72.90 67.

11、90 63.27试求此二级反应的反应速率系(常)数。24 解： p=0.5p0=42.13 kPa t /min 12.18 24.55 42.50 68.05 kA/dm3 mol-1 min-1 0.866 0.889 0.883 0.862 =0.875 dm3mol -1 258-1-12 反应2A(g)+B(g) Y(g)+Z(s)的速率方程为: 今将摩尔比为21的A,B混合气体通入400 K的定温密闭容器中，系统初始压力为3 kPa，经50s后容器内压力为2 kPa，问经150s后容器中pB为若干？26 解：nA,0/ nB,0 = vA/ vB= 2/1；则 nA / nB=pA

12、 / pB = 2 dpB / dt = kpA1.5pB0.5 = k(2pB)1.5pB0.5 = 21.5kpB2 = kpB2 2A(g) + B(g) C(g) + D(s) t=0 2pB,0 pB,0 0 t=t1 2pB pB pB,0-pB p(总)=pB,0+2pB pB=p(总)pB,0/2 t=0时 p(总,0)=3pB,0=3 kPa 则 pB,0=1 kPa t1=50s时 pB,1=p(总,1)pB,0 / 2=0.5 kPa27k =0.02 kPa1s1 t2=150s时 pB,2=0.25 kPa 288-1-13 A和B按化学计量比导入等容容器中，于400

13、K发生如下反应： 2A+B Y+Z 已知速率方程为 。设开始时总压力为30Pa，反应在7.5min后总压力降至20Pa。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=？29解：则故设px为产物的分压力，则： t=0 pA,0 pB,0 0t1=7.5min pA,0-2px,1 pB,0 -px,1 px,1t2 pA,0-2px,2 pB,0 -px,2 px,2则 px,1=5Pa，pA,1 =10Pa，pB,1=5Pa则 px, 2=7.5Pa，pA,2 =5Pa，pB,2=2.5Pa30，可解得：，所求为318-1-14 反应 2A(g)+B(g) Y(

14、g) 的动力学方程为 。今将A与B的摩尔比为21的混合气体通入400 K定容容器中，起始总压力为3.04 KPa，50s后，总压力变为2.03 kPa，试求反应的反应速率系(常)数kB及kA。32解：33则 348-1-15 某溶液中反应A + BY 开始时A与B的物质的量相等，没有Y，1h后A的转化率为75%，问2h后A尚有多少未反应？假设： （1）对A为一级，对B为零级； （2）对A，B皆为一级； （3）对A，B皆为零级。35解：dcA/dt = kcAcB （1）=1，=0，即dcA/dt = kcA 1xA,2=0.0625=6.25% ；（2） = =1，dcA/dt = kcAcB

15、 = kcA2 1xA,2=0.1429=14.29%；36（3） = =0，dcA/dt= k xA,2 =t2xA,1/ t1 = 1.5 xA,2 1无意义 ，说明反应物在2h以前已消耗完。378-1-16 已知反应2HI I2 + H2，在508下，HI的初始压力为101325 Pa时，半衰期为135 min；而当HI的初始压力为101325 Pa时，半衰期为135 min。试证明该反应为二级，并求出反应速率系(常)数（以dm3mol1s1及以Pa1s1表示）。38解：（1）（2）=1.22 108 Pa1 s1 而 kAc = kAp( RT ) = 1.22 108 Pa1s1 (

16、 8.314 Jmol1K1 781.15 K ) = 7.86 102 dm3mol1s1 39试确定动力学方程式 中的反应级数，及速率系(常)数k。8-1-17 500 K时测得反应aA(g)+bB(g) yY(g)+zZ(g)的初始速率0与反应物A,B的初始浓度cA,0, cB,0之间的关系如下：cA,0103/moldm3 1.603.203.20cB,0103/moldm3 3.203.206.520106/moldm3min1 8.433.769.040 解：由第1,第2组数据， =2.2 由第2,第3组数据， =1.01 则 =2， =1 。41 由第1组数据，得 k=1.031

17、03 dm6mol2min1 由第2组数据，得 k=1.03103 dm6mol2min1 由第3组数据，得 k=1.04103 dm6mol2min1 故 =1.03103 dm6mol2min1。428-1-18 在某温度下实验测定气相反应A+2B 2Y ，在不同的初始浓度下的反应速率列表如下：0.010.04 0.010.10.10.22.410-31.210-34.810-3试求出反应速率方程并求出反应速率系(常)数k 。43解：对比1,2组数据则 =1 对比1,3组数据则 =1 即，代入第1组数据，t=0448-1-19 定容反应器中开始只有气体A和B，总压力为105Pa ，于400

18、K发生如下反应：2A(g)+B(g) Y(g)+Z(g)。一次实验中，B的分压由 pB,0=4Pa降至pB=2Pa所需时间与2Pa降至1Pa所需时间相等。在另一次实验中，开始总压力仍为105Pa，A的分压力由pA,0=4Pa降至pA=2Pa所需时间为由2Pa降至1Pa所需时间的一半。试写出此反应的反应的速率方程。45解：设速率方程为在第一次实验中，A大大过量，可认为过程中pA = pA,0 。为准 级反应，而题示B的半衰期与初压力无关，此为一级反应的特征，故 =1。 另一次实验中，B大大过量，可认为过程中pB = pB,0 。为准 级方程，由题示A的半衰期与其初压力成反比，此为二级反应的特征，故=2。 46此反应的速率方程为：478-1-20 气相反应A+2BY的速率方程为在定容80