合肥工业大学物理化学习题化学动力学合并

1化学动力学例一般化学反应的活化能约在40~400kJ

mol－1范围内,多数在50~250kJ

mol－1之间.(1)现有某反应活化能为100kJ

mol－1,试估算:(a)温度由300K上升10K;(b)由400K上升10K,速率常数k各增大几倍?为什么二者增大倍数不同?(2)如活化能为150kJ

mol－1,再做同样计算,比较二者增大的倍数,说明原因.再对比活化能不同会产生什么效果?估算中可设指前因子A相同.可见低温时升温的效果更明显,这是因为lnk随T的变化率与T2成反比.

2同样,低温时升温的效果更明显,原因同上.(2)与(1)相比,同样范围的升温,活化能高的反应k值增大的更多,即活化能高的反应对温度更敏感,这是因为lnk随T的变化率与Ea成正比.

3阿氏方程例已知CO(CH2COOH)2在水溶液中的分解反应的速率常数在60℃和10℃时分别为5.484

10－2s－1和1.080

10－4s－1.(1)求该反应的活化能,(2)该反应在30℃时进行1000s,问转化率为若干?(2)由题给速率常数的单位可知该反应为一级反应.

再次采用阿氏方程,求得在30℃时的速率常数为1.67

10-2s-1,进而可求出1000s时的转化率:4阿氏方程例某反应由相同初浓度开始到转化率达20%所需时间,在40℃时为15min,60℃为3min,试估算此反应的活化能.对于任意级数的反应,初浓度相同,转化率相同,必有5阿氏方程不定积分式例等容气相反应A

Y的速率常数k与温度T具有如下关系式:

(1)计算此反应的活化能;

(2)欲使A在10min内转化率达到90%,则温度应控制在多少?(1)据Arrhenius公式:与经验式对比,得Ea=9622K

R=80.0kJ

mol－1

(2)求T.t=10min,转化率xA=0.96活化能与

U例反应CO2+H2O=H2CO3,已知正方向反应速率常数k1(298K)=0.0375s

1,k1(273K)=0.0021s

1,

Um=4728J

mol

1,设

Um在此温度范围内为常量.试求正,逆反应的活化能.7一级反应积分式,压力变量,阿氏方程.例双光气分解反应ClCOOCCl3(g)

2COCl2(g)为一级反应.将一定量的双光气迅速引入一个280℃的定容容器中,751s后测得系统压力为2.710kPa,经很长时间反应完成后系统压力为4.008kPa,305℃时重复实验,经过320s系统压力为2.838kPa,反应完成后系统压力为3.554kPa.求此反应的活化能.280℃时,305℃时,8二级反应积分式,阿氏方程例反应A+2BD的速率方程为(1)cA,0=0.1mol

dm－3,cB,0=0.2mol

dm－3;300K下反应20s后cA=0.01mol

dm－3,问继续反应20s后cA=?(2)初始浓度同上,恒温400K下反应20s后,cA=0.003918mol

dm－3,求活化能Ea.因

cA,0/cB,0=cA/cB=1/2,故(1)300K下,当t=40s时,9(2)400K下,初始浓度同上,速率方程形式亦同上.现t亦为20s,则有10三级反应,压力变量,半衰斯,阿氏方程例在定温定容下测得气相反应A+3B

2Y的速率方程为:

,在720K时,当反应物初始压力pA,0=1333Pa,pB,0=3999Pa时测出得用总压力表示的初始反应速率为

(1)试求上述条件下反应的初始反应速率,kA及气体B反应掉一半所需的时间;

(2)已知该反应的活化能为83.14kJ·mol,试求反应在800K,pA

0=pB,0=2666Pa时的初始反应速率.则

(1)A+3B

2Yt=0pA,0

pB,00t=t

pApB,0

3(pA,0

pA)2(pA,0－pA)

p(总)=pB,0－pA,0+2pAdp(总)/dt=2dpA/dt11得得在800K和题给初始压力下00-7-15121任何化学反应的半衰期公式都含有

______________.2若反应的

H

=87kJ

mol-1,则反应的活化能必定______kJ

mol-1.3反应速率常数k是化学反应本性决定的特性常数,它的物理意义是_______________________________________________________________________________________.87反应速率常数当反应物的浓度为单位浓度时的反应速率,对于指定的反应,k值与温度,活化能,催化剂等因素有关00-7-15134判断正误:(1)催化剂能另开辟较低活化能的反应途径,与原反应途径同时进行反应,但不能改变反应的

G._______(2)势能面上的鞍点势能为最低._______(3)在势能面上以鞍点势能为最高.________5C14可存在于有生命的树木中,C14放射性蜕变的半衰期是5730年,一个考古样里仍含有生命树木72%的木质,可求得考古样的年纪有_______年.6在恒压下升高温度,物质的饱和蒸气压_______;物质的熵_______;物质的化学势_______;工作时放热的原电池电动势_______;一级反应的半衰期_______;液体的表面张力______.2714增大对错错增大降低减小缩短减小00-7-15149有一平行反应A+B,E1

>E2,k0,1<k0,2._______温度可提高主产品C的产率;通过调节温度是_____(有或没有)可能使产品中C的含量提高到50%以上的.k1Ck2D7某一级反应的半衰期为10min,其反应速率常数

k=____________.8某化合物分解反应时,初始浓度为1.0mol

dm－3,1小时后浓度为0.5mol

dm－3,2小时后浓度为0.25mol

dm－3,这是______级反应,其反应速率常数k=____________.0.0693min－1没有一0.693h－1

升高lnk1/T反应2反应100-7-151512下列说法有关链反应的特点,判断它们的正误:(1)链反应的几率因子远大于1._______(2)链反应一开始速率就很大._______(3)链反应一般都有自由原子或自由基参加.______(4)很多链反应对痕量物质敏感._______(5)直链反应进行过程中,传递物消耗与生成速率相等.______10某反应的积分速率方程为一直线,直线斜率为速率常数的负值,则该反应可能为_________级反应.零级或一11气体反应碰撞理论的要点可概括为:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)气体分子必须经过碰撞才能发生反应.(2)只有分子动能大于某临界值的碰撞才是引起反应的有效碰撞.(3)反应速度等于单位时间单位体积内发生的有效碰撞次数.对错对对对00-7-151613菲克第一定律的表达式为

______________.14溶液中扩散控制的二级反应速率常数k=_______________________.15已知稀溶液中某离子反应的速控步为双分子反应,速率常数可测.根据稀溶液中的定量关系_____________________,测得__________________________,可获得有关离子电价的信息:____________________________________________.4

(rA+rB)(DA+DB)L不同离子强度下的反应速率A和B的电价是同号还是异号,是否中性分子等00-7-151716保护臭氧层维也纳公约缔约国第一次会议(1989年4月)呼吁各国至迟2000年停止全部可释放氯氟烃类物质的生产活动.这些物质本身化学性质稳定,它们危害臭氧层的原因是:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________.17酶催化反应的主要特点是:____________________________________.18催化剂的基本特征包括:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________高活性,高选择性,(1)参与反应,但化学性质和数量不变;(2)缩短到达平衡的时间,而不能改变平衡状态;(3)不会改变反应热;(4)对反应的加速具有选择作用.氯氟烃类物质在高空紫外线作用下发生光解作用产生氯原子,并主要发生下列反应:Cl+O3

ClO

+O2;ClO

+O

Cl+O2,净结果是臭氧被催化分解:O3+O

2O2作用条件温和00-7-15181反应2O3=3O2

的速率方程可表示为则速度常数k

和k

的关系为______A.k=k

B.3k=2k

C.2k=3k

D.－3k=2k

B2某反应的量纲是(浓度)－1

(时间)－1,则该反应为____.A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应C3某反应的反应物消耗掉3/4的时间是其半衰期的2倍,则该反应级数为____.A.零级B.一级C.二级D.三级B00-7-15194某反应的速率常数k=0.214min－1,反应物浓度从0.21mol

dm－3变至0.14mol

dm－3的时间为t1,从0.12mol

dm－3变到0.08mol

dm－3的时间为t2,则t2:t1=____.A.0.57B.0.75C.1D.1.25C5在一个连串反应A

B

C中,如果需要的是中间产物B,则为得到其最高产率应当______.A.增加反应物A的浓度B.增大反应速率

C.控制适当的反应温度D.控制适当的反应时间DC6某等容反应的正向反应活化能为Ef,逆向反应活化能为Eb,则Ef－Eb等于______.A.－

rHmB.

rHmC.－

rUmD.

rUm

D00-7-15209利用反应AB

C生产物质B,提高温度对产品有利,这表明活化能____.A.E1>E－1,E2B.E－1>E1,E2

C.E1<E－1,E2D.E2>E1,E－1k1k－1k27下面反应_______的活化能为零.

A.A

+BC

AB+C

B.A

+A

+M

A2+M

C.A2+M

2A

+MD.A2+B2

2ABB8很多可燃气体在空气中因支链反应发生的爆炸有一定爆炸界限,其上限主要由于___.A.容易发生三分子碰撞而丧失自由基

B.存在的杂质发挥了作用

C.自由基与器壁碰撞加剧

D.密度高而导热快AA00-7-152110反应2I－

+H2O2+2H+

I2+2H2O的速率方程为

,其反应机理为

I－

+H2O2

IO－

+2H2OI－

+IO－

+2H+

I2+H2O

则反应级数为_____;反应分子数为____.A.1B.2C.3D.不存在B12对于一个化学反应,____,反应速率越快.A.

G

越负

B.

S

越正C.Ea

越高D.Ea

越低DD11在27℃左右,粗略地说,温度升高10K,反应速率增加1倍,则此时活化能约为______kJ

mol－1.A.53.6B.23.3C.107.2D.0.576A00-7-152215理想气体反应A+B(AB)

产物,Ea为阿氏活化能,

H

表示活化络合物与反应物在标准状态下的焓差,Ea与

H

的关系为____.A.Ea=

H

+RTB.Ea=

H

+2RT

C.Ea=

H

－RTD.Ea=

H

－2RT

14对任一反应aA+bB

产物,下列说法中____是正确的.A.反应速率

=kcAacBbB.反应分子数为a+bC.k－T关系遵守Arrhenius公式

D.若有表观频率因子A=A1A2/A－1,则有表观活化能

E=E1+E2－E－1DB13表述温度对反应速率影响的Arrhenius公式适用于____.A.一切复杂反应B.基元反应

C.一切气相中的复杂反应

D.具有明确反应级数和速率常数的所有反应D00-7-152316光化反应与热反应的相同之处在于______.A.反应都需要活化能

B.温度系数小

C.反应都朝

rGm<0的方向进行

D.平衡常数与光强度无关A17由于光量子的能量大小不同,当光照射到系统上时,可引起许多不同的作用,但下列作用中____不能发生.A.升温作用B.活化或电离作用

C.发荧光D.催化作用D18光化反应M+h

A+B的速率,____.A.只与M的浓度有关B.只与光的强度有关

C.与M的浓度及光的强度都有关B00-7-152419在光的作用下,O2可转变成O3.当1molO3生成时,吸收3.011

1023个光量子,此光化反应的量子效率

=____.A.1B.1.5C.2D.2.5E.3E20催化剂最重要的作用是____.A.提高产物的平衡产率B.改变目的产物

C.改变活化能,改变反应速率

D.改变系统中各物质的物理性质C21酸碱催化的主要特征是______.A.反应中有酸存在B.反应中有碱存在

C.反应中有质子转移D.反应中有电解质存在C1.5molO2/0.5mol光量子00-7-152522H2O2分解为H2O和O2的反应的活化能为75.3kJ

mol－1;用酶作催化剂则活化能降为25.1kJ

mol－1.因此25℃时由于酶的作用使反应速率大致改变了_____倍.

A.5

104

B.5

1010

C.6

1010

D.6

108D23多相催化反应被研究得最多,应用也最广.下列关于多相催化反应的说法中_____是不正确的.A.多相催化反应一定包括扩散过程和表面反应过程

B.多相催化反应一定有控制步骤

C.表面基元反应的速率与反应物吸附量成正比

D.多相催化反应的控制步骤在一定条件下可以转化B各基元反应的速率相差不大时就没有控制步骤00-7-152624ks为表面反应速率常数,k为表观速率常数,bA和bB为A和B的吸附平衡常数,Ea为表观活化能,Es为表面反应活化能,QA和QB为A和B的吸附热,若k=ksbA/bB(反应机理与教材讨论的例子不同),则应有关系式______.A.Ea=Es+|QA|+|QB|B.Ea=Es+|QA|－|QB|C.Ea=|QA|－|QB|－EsD.Ea=Es－|QA|+|QB|E.Ea=|QB|－|QA|－Es

说明:吸附热为负值,以上均取Q的绝对值.D将式k=ksbA/bB

两边取对数后对时间t求导数.27利用积分式,一级反应例反应CH3NNCH3(g)C2H6(g)+N2(g)为一级反应,287℃时,一密闭器中CH3NNCH3(偶氮甲烷)原来的压力为21332Pa,1000s后总压为22732Pa,求k及t1/2.CH3NNCH3

C2H6+N2t=0p000t=tp

p0－pp0－p28一级反应积分式,直线关系,压力变量例反应ClCOOCCl3(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:

t/s 051206454751113215752215

p/kPa 2.0042.0642.2322.4762.7102.9693.1973.452

已知为一级反应,求反应速率常数.已知t=0时,只有反应物.ClCOOCCl3(g)

2COCl2(g)t=0cA,00p0=cA,0RTt=t

cA2(cA,0－cA)pt=(2cA,0－cA)

RTt=

02cA,0

p

=2cA,0RTp

=2

p0

t/s51206454751113215752215ln(p

-pt)0.6650.5740.4270.2610.0383-0.209-0.587290.60.3-0.3-0.6t/sln(p

-pt)050010001500200025000.030一级反应积分式,直线关系,体积变量例H2O2的催化分解反应为一级反应.水溶液中的H2O2浓度可用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 0510203050

V/ml 46.137.129.819.612.35.0

试求H2O2分解反应的反应速率常数.t/min0510203050ln(Vt/ml)3.8313.6143.3952.9762.5101.609313.53.02.01.5t/minln(Vt/ml)010203040502.532一级反应积分式,直线关系,体积变量例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V(定温定压下)

与时间t的关系如下:

t/min 6912141822242630

V/cm3 19.326.032.636.041.345.046.548.450.458.3

已知为一级反应,求反应速率常数.cA

(V

－Vt);cA,0

V

t/min 6912141822242630(V

－Vt)/cm33932.325.722.31713.311.89.97.9ln{(V

－Vt)/cm3}3.663.473.253.102.832.592.472.292.07334.03.52.52.0t/minln(V

－Vt)/cm306121824303.034一级反应积分式,直线关系,体积变量例乙酰氯替苯胺CH3CON(Cl)C6H5(A)异构化为乙酰替氯苯胺ClC6H4NHCOCH3(B)为一级反应.反应进程由加KI并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定.KI只与A反应.测得所用硫代硫酸钠溶液体积与反应时间的数据如下:t/h 0123468

V/cm349.335.625.7518.514.07.34.6求反应速率常数,以s-1表示之.c(S2O32-)=0.1mol·dm-3.t/h 0123468

V/cm349.335.625.7518.514.07.34.6ln(V/cm3)3.903.573.252.922.641.991.53354.02.01.03.0t/hln(V/cm3)0246836一级反应积分式,直线关系,旋光度变量例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 010204080180300

6.606.175.795.003.711.40－0.24－1.98

已知为一级反应,求反应速率常数.

C12H22O11+H2OC6H12O6

(葡)+C6H12O6(果)t=0cA,000

0=F反cA,0t=t

cA(cA,0

cA)(cA,0

cA)

t=F反cA+F产(

cA,0

cA)

t=

0cA,0

cA,0

=F产cA,0

t/min010204080180300αt-α

8.588.157.776.985.693.381.74ln(αt-α

) 2.152.102.051.941.741.220.55372.52.01.00.5t/minln(αt-α

)0601201802403001.538一级反应二级反应积分式例对于一级反应和只有一种反应物的二级反应,分别求二者在下列时刻未反应的百分数.

(1)t1=t1/2/2;(2)t2=2t1/2.一级反应k

t1/2=ln2二级反应kt1/2=1/cA,0

(1)t1=t1/2/2一级:1－xA=0.707=70.7%二级:1－xA=0.667=66.7%(2)t2=2t1/2一级:1－xA=0.25=25%二级:1－xA=0.333=33.3%39二级反应积分式,压力变量例在定温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200kPa,设反应进行到10min时,测得总压力为150kPa,则该反应在300K时的反应速率常数为多少?再过10min时容器内总压力为多少?A(g)+B(g)

Y(g)t=0pA,0

pA,00t=t

pA

pA

pA,0－pA

p

=pt=pA,0+pA

可知pA=pt

－

pA,040积分得

已知pt,0=200kPa,pA,0=100kPa,即当t=10min时,pt=150kPa,得k=0.001kPa

1·min

1当t=20min时,可得pt

=133kPa41二级反应积分式,压力变量例已知气相反应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400K.反应经10min后测得系统压力为84kPa,经很长时间反应完了后系统压力为63kPa.试求:

(1)气体A的初始压力pA,0及反应经10min后A的分压力pA;

(2)反应速率常数kA;

(3)气体A的半衰期.(1)2A+B

2Yt=0pA,0

pA,0/20

t=t

pA

pA/2pA,0－

pAp(总)=pA,0+pA/2pA=2{p(总)－pA,0}

t=

,pA=0,p(总,

)=pA,0=63kPat=10minpA=2×(84－63)kPa=42kPa42=1.59×10

3kPa

1·min

143二级反应积分式,含假一级例反应A+2B

Z的速率方程为:

在25℃时,kA=1

10

2mol

1·dm3·s

1,求25℃时,A反应掉20%所需时间.

(1)若cA

0=0

01mol·dm

3,cB

0=1

00mol·dm

3;

(2)若cA

0=0

01mol·dm

3,cB

0=0

02mol·dm

3.(1)因为cA

0<<cB

0,所以cB

cB

0=常数,故有44(2)由于cA

0:cB

0=1:2,与A,B的化学计量系数之比相同,故45利用积分式,二级反应,作图NO2C6H4COOC2H5+OH－

NO2C6H4COOH+C2H5OHt=0c0

c000t=tc0(1－x)c0(1－x)

c0x

c0x以1/(1－x)对t/s作图,应得一条直线,由直线斜率可求得k.例在OH－作用下,硝基苯甲酸乙酯的水解NO2C6H4COOC2H5+OH－

NO2C6H4COOH+C2H5OH在15℃时水解分数x如下,两反应物初始浓度为0.05mol

dm－3

t/s120180240330530600

x0.32950.41750.48800.58050.69000.7035计算此二级反应的速率常数.46

t/s120180240330530600x0.32950.41750.48800.58050.69000.70351/(1－x)1.4911.7171.9532.3843.2263.3731/(1－x)3210100200300400500600t/s47利用积分式,二级反应,作图例某气相反应2A

A2为二级反应,在恒温恒容下的总压数据如下,求kA.

t/s0100200400

p总/Pa41330343973119727331206652A(g)

A2(g)t=0p00t=t

pA(p0－pA)/2由p总=pA+(p0－pA)/2得pA=2p总－p0t/s0100200400

p总/Pa4133034397311972733120665pA/Pa413302746421064133320105Pa/pA2.4203.6414.7477.501

48t/s105Pa/pA0100200300400864249二级反应积分式例反应2A(g)+B(g)

Y(g)+Z(s)的速率方程为:

今将摩尔比为2∶1的A,B混合气体通入400K的定温密闭容器中,系统初始压力为3kPa,经50s后容器内压力为2kPa,问经150s后容器中pB为若干?

因nA,0/nB,0=

A/

B=2/1,故nA/nB=pA/pB=2/1

－dpB/dt

=kpA1.5pB0.5=k(2pB)1.5pB0.5=21.5kpB2=k

pB22A(g)+B(g)

Y(g)+Z(s)t=02pB,0pB,00t=t12pBpBpB,0－pB

p(总)=pB,0+2pB

pB={p(总)－pB,0}/2

t=0时p(总,0)=3pB,0=3kPa,则pB,0=1kPa

t1=50s时

pB,1={p(总,1)－pB,0}/2=0.5kPa

t2=150s时,

pB,2=0.25kPa50利用积分式计算,3种级数例某溶液中反应A+BC开始时A与B的物质的量相等,没有C.1h后A的转化率为75%,问2h后A尚有若干未反应?假设(1)对A为1级,对B为0级:(2)对A和B皆为1级;(3)对A和B皆为0级.5152三级反应积分式,压力变量例A和B按化学计量比导入等容容器中,于400K发生如下反应:2A(g)+B(g)

Y(g)+Z(s).已知速率方程为.设开始时总压力为30Pa,反应7.5min后总压力降至20Pa.问再继续反应多长时间可由20Pa降至15Pa?A的消耗速率常数kA=?2A(g)+B(g)

Y(g)+Z(s)t=0pA,0pA,0/2

0t=t1

pApA/2(pA,0－pA)/2p(总)=pA+

pA,0/2

pA=p(总)－pA,0

/2

t=0时p(总,0)

=30Pa,则pA=pA,0=20kPa

t1=7.5min时

pA,1=p(总,1)－pA,0/2=10Pa代入上述积分式,可解得:53当总压力进一步降为p(总,2)=15Pa,

pA,2=p(总,2)－pA,0/2=5Pa可知需再反应(37.5－7.5)min=30min.54微分法计算例一定条件下,反应H2+Br2

2HBr符合速率方程一般形式在某温度下,不同浓度时相对速率如下所示,求级数

,

和

.[H2]/mol

dm－3[Br2]/mol

dm－3[HBr]/mol

dm－3

速率

0.10.12R0.10.428R0.20.4216R0.10.231.88R55微分法计算例500K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,0×10

3/mol

dm

3

1.60 3.20 3.20

cB,0×10

3/mol

dm

3 3.20 3.20 6.52

0×10

6/mol

dm

3

min

1 8.4 33.7 69.0

试确定动力学方程式的反应级数

,

及速率常数k.由3组数据分别求得k=1.03×103dm6·mol

2·min

1,1.03×103dm6·mol

2·min

1,1.04×103dm6·mol

2·min

1.

取平均值kA=1.03×103dm6·mol

2·min

1.56微分法作图例双光气分解反应ClCOOCCl3

2COCl2

可以进行完全,将反应物置于密闭器中,保持280℃,于不同时间测得总压如下,求反应级数和双光气的消耗速率常数.

t/s050080013001800

p总/Pa20002520276030663306ClCOOCCl3

2COCl2

t=0p00t=t

pA2(p0－pA)t=

0p

=2p0由p总=pA+2(p0－pA)得pA=2p0－p总设反应级数为

,采用等面积图解积分法求反应级数.对上式求对数57t/s050080013001800

p总/Pa20002520276030663306pA/Pa200014801240934794lg(pA/Pa)3.30103.17033.09342.97032.8413lg(pAPa)3.23.02.80500100015002000t/s本题反应为简单一级反应,也可直接用试差法求解(设为一级反应).58微分法作图例

反应2NOCl2NO+Cl2在200℃下的动力学数据如下：

t/s0200300500

[NOCl]/mol

dm－3

0.02000.01590.01440.0121反应开始只含有NOCl,并认为反应能进行到底,求反应级数和速率常数.设反应级数为

,采用等面积图解积分法求反应级数.对上式求对数59907050100300500t/smol

dm－3/

[NOCl]t/s0200300500mol

dm－3/

[NOCl]50.0062.8969.4482.6460代入试差法例二甲醚的气相分解反应:

CH3OCH3(g)

CH4(g)+H2(g)+CO(g)

504℃时把二甲醚充入真空定容反应器内,测得总压数据如下:

t/s

039077715873155

p/kPa41.354.465.183.2103.9

试确定该反应在504℃的反应级数及半衰期.先假定反应为一级反应,则可据化学计量方程推出下式:p

=3p0=123.9kPa代入各组数据计算速率常数如下表,结果比较接近,可认为是一级反应.t/s39077715873155kA/10

4s

14.434.374.464.50t1/2=ln2/kA=1.56×103s61代入试差法

例乙醛蒸气的热分解反应CH3CHOCH4+CO为非对行反应,在518℃和定容下的压力变化有如下两组数据：纯乙醛的初压/Pa100s时系统的总压/Pa53329

666612666430531求反应级数和速率常数;CH3CHOCH4+CO

p000

pp0－pp0－p由p总=p

+2(p0－p)得p=2p0－p总p0/Pa100s时p总

/Pa100s时p

/Pa53329

6666139997(转化1/4)266643053122797(转化不足1/4)一级反应的t1/4与t1/2一样,与初始浓度无关,故从从上表数据可知该反应不是一级反应.上表中t1/4随初浓度的减小而增大(t1/2也一样),从可知n>1.62用试差法,假设反应为二级反应,用两组数据求得两个k值:63作图试差法例25℃时,蔗糖转化反应C12H22O11(蔗糖)+H2OC6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)在不同时间下蔗糖转化量如下:(蔗糖初浓度为1.0023mol

dm－3)

t/min0306090130180

y/mol

dm－300.10010.19460.27700.37260.4676试用作图法证明此反应为一级反应,并求算速率常数及半衰期.化学计量式中有水,而反应却是一级反应,是何缘故?1kg蔗糖转化95%需时若干?t/min0306090130180cA/mol

dm-31.00230.90220.80770.72530.62970.5346ln{cA}0.0023－0.1029－0.2136－0.3212－0.4625－0.626064ln(c/[c])－0.1－0.4－0.7050100150200t/minH2O的浓度比较大,在反应过程中可以看作常数,故为一级反应.65半衰期法,分别求分级数例定容反应器中开始只有气体A和B,总压力为105Pa,于400K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.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,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A的半衰期与其初压力成反比知

=2.此反应的速率方程为:66半衰期法例已知反应2HI

I2+H2,在508℃下,HI的初始压力为10132

5Pa时,半衰期为135min;而当HI的初始压力为101325Pa时,半衰期为13

5min.试证明该反应为二级,并求出反应速率常数(以dm3·mol

1·s

1及以Pa

1·s

1表示).

kA

c=kA

p(RT)=1.22

10

8Pa

1·s

1

(8.314J·mol

1·K

1

781.15K)=7.86

10

2dm3·mol

1·s

1

67半衰期法,作图例NO和H2发生反应2NO+2H2

N2+2H2O在一定温度下,某密闭容器中等摩尔比的NO与H2混合物在不同初压下的半衰期为：

p0/kPa50.045.438.432.426.9t1/2/min

95102140176224求反应的总级数.由p(NO)0=p(H2)0=p0/2和[NO]0=[H2]0=n(NO)0/V=p0/2RT68p0/kPa50.045.438.432.426.9t1/2/min

95102140176224lg(t1/2/min)1.97772.00862.14162.24552.3502lg(p0/kPa)1.69901.65701.58431.51051.4298lg(t1/2/min)lg(p0/kPa)1.41.51.61.72.42.32.22.12.069一级对行反应

例若AB为对行一级反应,A的初始浓度为a,时间为t

时,A和B的浓度分别为a－x和x,(1)试证(2)已知k1为0.2s－1,k－1为0.01s－1,a=0.4mol

dm－3