齐齐哈尔大学物理化学考试参考动力学习题

齐齐哈尔大学物理化学考试参考动力学习题齐齐哈尔大学物理化学考试参考动力学习题齐齐哈尔大学物理化学考试参考动力学习题齐齐哈尔大学物理化学考试参考动力学习题编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编:第十一章化学动力学11.3某一级反应进行10min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？

解：设反应掉50%需时间为t，因由题给条件得，则，所以t=19.4min11.6偶氮甲烷（CH3NNCH3）气体的分解反应CH3NNCH3(g)→C2H6(g)+N2(g)为一级反应。在287℃的真空密闭恒容容器中充入初始压力为21.332kPa的偶氮甲烷气体，反应进行1000s时测得系统的总压为22.732kPa，求速率常数k及半衰期t1/2。解：CH3NNCH3(g)→C2H6(g)+N2(g)t=0p000t=tpp0-pp0-p则p(总)=p+p0-p+p0-p=2p0-pp=2p0-p(总)设参与反应的各物质均是理想气体，因是恒温恒容反应，故有p=nRT/V=cRTc=p/RT则一级反应的积分式为即所以11.8某一级反应A→产物，初始速率为1×10-3mol·dm-3·min-1，1h后速率为0.25×10-3mol·dm-3·min-1。求k，t1/2和初始浓度cA,0。解：此一级反应的速率方程为-dcA/dt=kcA由题给条件得-dcA,0/dt=kcA,0=1×10-3mol·dm-3·min-1①-dcA/dt=kcA=0.25×10-3mol·dm-3·min-1②①式除以②式，得由一级反应的积分式得将k值代入①式，得11.9现在的天然铀矿中238U/235U=139.0/1。已知238U的蜕变反应的速率常数为1.520×10-10a-1，235U的蜕变反应的速率常数为9.72×10-10a-1。问在20亿年(2×109a)前，解：由题给速率常数的单位可知，蜕变反应为一级反应。设20亿年前，天然铀矿中含238U和235U的浓度分别为c0和c1,0，现在天然铀矿中含含238U和235U的浓度分别为c和c1，则c=c0exp(-kt)①c1=c0,1exp(-k1t)②①式除以②式，得所以=139.0×exp[(1.520×10-10-9.72×10-10)×2×109]=即在20亿年前，238U:235U=26.96:1。11.11某二级反应A+B→C，两种反应物的初始浓度皆为1mol·dm-3，经10min后反应掉25%，求k。解：题给反应为初始浓度相等的二级反应，设转化率为x，则dm3·mol-1·min-1=0.0333dm3·mol-1·min-111.14溶液反应+→+的速率方程为在20℃下，若反应开始时只有两种反应物，且其初始浓度依次为0.01mol·dm-3，0.02mol·dm-3，反应26h后，测得=0.01562mol·dm-3，求k。解：设为A，为B。因为cA,0=cB,0/2则按反应方程式，反应的任意时刻都有cA=cB/2题给速率方程变为积分上式，得所以dm3·mol-1·h-1=1.0785dm3·mol-1·h-111.17在500℃及初压101.325kPa下，某碳氢化合物发生气相分解反应的半衰期为2s。若初压降为10.133kPa，则半衰期增加为20s。求速率常数k解：由题给条件可知，反应的半衰期与初压的一次方成反比，这正是二级反应的特征，故所以Pa-1·s-1=4.93×10-6Pa-1·s-111.18在一定条件下，反应H2(g)+Br2(g)→2HBr(g)符合速率方程的一般形式，即在某温度下，当0.1mol·dm-3及2mol·dm-3时，反应速率为，其他不同浓度时的速率如下表所示。/(mol·dm-3)/(mol·dm-3)cHBr/(mol·dm-3)反应速率0.10.120.10.4280.20.42160.10.231.88求反应的分级数n1，n2，n3。解：根据题给条件可得如下速率方程①②③④③式除以②式，得所以n1=1②式除以①式，得所以n2=1.5④式除以①式，得将n2代入上式，得n3=-111.21恒温、恒容条件下发生某化学反应：2AB(g)→A2(g)+B2(g)。当AB(g)的初始浓度分别为0.02mol·dm-3和0.2mol·dm-3时，反应的半衰期分别为125.5s和12.55s。求该反应的级数n及速率常数kAB。解：11.22某溶液中反应A+B→C，开始时反应物A与B的物质的量相等，没有产物C。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0级；（2）对A、B皆为1级。解：（1）运用一级反应的公式先求出k1当t=2h时1-x=6.25%即A还有6.25%未反应。（2）运用a=b的二级反应公式当t=2h时1-x=14.3%即A还有14.3%未反应。11.23反应A+2B→D的速率方程为，25℃时k=2×10-4dm3·mol-1·s-1（1）若初始浓度cA,0=0.02mol·dm-3，cB,0=0.04mol·dm-3，求t1/2；（2）若将过量的挥发性固体反应物A与B装入5dm3密闭容器中，问25℃时0.5molA转化为产物需多长时间？已知25解：（1）由题给反应可知，若反应掉1molA则同时反应掉2molB，而且cA,0=0.5cB,0，因此反应进行到任何时刻均有cA=0.5cB，则题给速率方程变为积分上式，得所以（2）虽然容器中放入的是固体反应物，因它们易挥发，所以可设想反应在气相中进行，又虽然气体反应物不断消耗，但因固体反应物的存在，故可维持气体反应物的分压不变，即A(g)+2B(g)→Dt=00t=t0.5mol设气体为理想气体，则，，代入题给速率方程中，得积分上式，得由反应式可知，生成0.5mol的D就要消耗0.5mol的A，则ΔnA=-0.5mol，所以=1.54×108s11.24反应C2H6(g)→C2H4(g)+H2(g)在开始阶段约为3/2级反应。910K时速率常数为1.13dm3/2·mol-1/2·s-1。若乙烷初始压力为（1）13.332kPa，（2）39.996kPa，求初始速率υ0=。解：（1）由题意可知设气体为理想气体，则在等容条件下有式中，浓度的单位为mol·m-3；若浓度的单位采用mol·dm-3，则所以将初始压力13332Pa代入上式，得υ0=mol·dm-3·s-1=8.36×10-5mol·dm-3·s-1（2）同理，当初始压力为39996Pa时υ0=mol·dm-3·s-1=4.34×10-4mol·dm-3·s-111.2565℃时N2O5气相分解的速率常数为k1=0.292min-1，活化能为Ea=103.3kJ·mol-1，求80℃时的k2解：根据阿伦尼乌斯方程得所以又根据速率常数的单位可知，反应为一级反应，所以11.26双光气分解反应ClCOOCCl3(g)→2COCl2(g)为一级反应。将一定量双光气迅速引入一个280℃的容器中，751s后测得系统的压力为2.710kPa；经很长时间反应完了后系统压力为4.008kPa。305℃解：ClCOOCCl3(g)→2COCl2(g)t=0p00t=tp2(p0–p)t=∞0p∞=2p0则p(总)=p+2(p0–p)=2p0–p，p=2p0–p(总)=p∞–p(总)在280在305因所以11.27乙醛(A)蒸气的热分解反应为CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g)。518℃下在一恒容纯乙醛的初压pA,0/kPa100s后系统总压p/kPa53.32966.66126.66430.531（1）求反应级数n，速率常数k；（2）若活化能为190.4kJ·mol-1，问在什么温度下其速率常数为518℃下的2倍？

解：（1）CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g)t=0pA,000t=tpApA,0-pApA,0-pA则p(总)=pA+pA,0-pA+pA,0-pA=2pA,0-pApA=2pA,0-p(总)由题给表中数据可知，100s后pA,0=53.329kPa，pA=(2×53.329-66.661)kPa=39.997kPa=26.664kPa，=(2×26.664-30.531)kPa=22.797kPa因pA/pA,0≈0.75，而/≈0.855，可见此反应初始压力越大，反应速率越快，故不是零级反应；且在同一时间段内反应速率不同，也不是一级反应。为此，将数据代入二级反应积分式中尝试计算速率常数。因所以二者基本相同，故此反应的反应级数n=2。速率常数为（2）将阿伦尼乌斯方程变形，得所以T2=810.6K11.29反应A(g)B(g)+C(g)中，k1和k-1在25℃时分别为0.20s-13.9477×10-3(MPa)-1•s-1，在35℃（1）25℃时的反应平衡常数；（2）正、逆反应的活化能及25℃时的反应热Q（3）若上述反应在25℃的恒容条件下进行，且A的起始压力为100kPa。若要使总压力达到152kPa，问所需要的时间。解：（1）由题给正、逆反应的速率常数的单位可知，正反应为一级反应，逆反应为二级反应，当对行反应达到平衡时，有k1pA=k-1pBpC故（2），因为对于正、逆反应，都有，所以25℃时的反应热（3）A(g)B(g)+C(g)100-ppp=100-p+p+p=100+p=152kPa∴p=52kPa∵k-1<<k1∴移项得，作定