物理化學(xué)習(xí)題解答(十一)

1、物理化學(xué)習(xí)題解答(十一)習(xí)題p2162241、298K時(shí)，2N2O5(g)=N2O4(g)+O2(g)，該分解反應(yīng)的半衰期t1/2=5.7h，此值與N2O5(g)的起始濃度無(wú)關(guān)，試求：(1) 該反應(yīng)的速率常數(shù)；(2) N2O5(g)轉(zhuǎn)化掉90%所需的時(shí)間。解：(1) 反應(yīng)的半衰期t1/2與N2O5(g)的起始濃度無(wú)關(guān)，故為一級(jí)反應(yīng)。 (2) . ln10=0.1216t t=19.1h2、某物質(zhì)A分解反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到A消耗了1/3時(shí)，所需時(shí)間為2min，若繼續(xù)反應(yīng)掉同樣多這些量的A，應(yīng)需多長(zhǎng)時(shí)間？解： 1/2=4/t，t=8min，ta=82=6min3、有反應(yīng)AP，實(shí)驗(yàn)測(cè)得是級(jí)反

2、應(yīng)，試證明：(1) (2) 解：(1) (2) 4、在298K時(shí)，用旋光儀測(cè)定蔗糖的轉(zhuǎn)化率，在不同時(shí)間所測(cè)得的旋光度t如下：t/min010204080180300t/(o)6.606.175.795.003.711.400.241.98試求該反應(yīng)的速率常數(shù)k值。解： t/min010204080180300ln(t)2.1492.0982.0501.9431.7391.2180.554由ln(t)t作圖，直線斜率k= 5.2010-3，速率常數(shù)k=5.2010-3min-1。5、在298K時(shí)，測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，溶液中酯與堿的濃度都為0.01mol.dm-3，每隔一定時(shí)間，

3、用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定其中的堿含量，實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果如下：t/min035710152125OH-/(10-3mol.dm-3)10.07.406.345.504.643.622.882.54(1) 證明該反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，并求速率常數(shù)k值；(2) 若酯與堿的濃度都為0.002 mol.dm-3，試計(jì)算該反應(yīng)完成95%時(shí)所需的時(shí)間及該反應(yīng)的半衰期。解：(1) x/(ax) =a ktt/min35710152125x/(ax)(10-3mol.dm-3)0.3510.5770.8181.1551.7622.4722.937由x/(ax)t作圖，得一直線，即證明該反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)；直線斜率ak=0.11796

4、，反應(yīng)速率常數(shù)k=29.49mol-1.dm3 .min-1(2) 0.95a/(a0.95a) =a kt 19=0.00229.49t t=322.14min6、含有相同物質(zhì)的量的A、B溶液，等體積相混合，發(fā)生反應(yīng)A+BC，在反應(yīng)經(jīng)過(guò)1.0h后，A已消耗了75%；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為2.0h時(shí)，在下列情況下，A還有多少未反應(yīng)？(1) 當(dāng)該反應(yīng)對(duì)A為一級(jí)，對(duì)B為零級(jí)；(2) 當(dāng)對(duì)A、B均為一級(jí)；(3) 當(dāng)對(duì)A、B均為零級(jí)。解： A + B C t=0 a a 0t=t ax ax x(1) (2) (3) 表明已完全反應(yīng)。7、298K時(shí)，NaOH和CH3COOCH3皂化作用的速率常數(shù)k2與NaOH和

5、CH3COOC2H5皂化作用的速率常數(shù)k2的關(guān)系為k2=2.8 k2。試計(jì)算在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)有90%的CH3COOCH3被分解時(shí)，CH3COOC2H5的分解分?jǐn)?shù)(設(shè)堿與酯的濃度均相等)。解：x/(ax) =a kt 0.9a/(a0.9a)=a k2tx/(ax) =a k2t9(ax)/ x=2.8 (ax)/ x=14/15x=15/29a=0.52 a當(dāng)有90%的CH3COOCH3被分解時(shí)，CH3COOC2H5的分解分?jǐn)?shù)52%。8、設(shè)有一n級(jí)反應(yīng)(n1)。若反應(yīng)物的起始濃度為a，證明其半衰期表示式為(式中k為速率常數(shù))： 解： 當(dāng)x=1/2a，t=t1/2 (2n11)a1 n=(

6、n1)kt1/2t1/2=(2n11)a1n/(n1)k ，即證。當(dāng)x=3/4a，t=t3/4 (22n21)a1 n=(n1)kt3/4t3/4=(22n21)a1n/(n1)k9、對(duì)反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(l)進(jìn)行了研究，起始時(shí)NO(g)與H2(g)的物質(zhì)的量相等。采用不同起始?jí)毫0，相應(yīng)地有不同的半衰期。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：p0/kPa50.0045.4038.4033.4626.93t1/2/min81102140180224求該反應(yīng)的級(jí)數(shù)。解： lnp03.91203.81553.64813.51043.2932lnt1/24.39444.62504.9416

7、5.19305.4116由lnt1/2lnp0作圖，直線斜率(1n)= 1.656，反應(yīng)級(jí)數(shù)n=2.65610、已知某反應(yīng)的速率方程可表示為 ，請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別確定反應(yīng)對(duì)各反應(yīng)物的級(jí)數(shù)、的值和計(jì)算速率常數(shù) k。r/(10-5mol.dm-3.s-1)5.05.02.514.1A0/(mol.dm-3)0.0100.0100.0100.020B0/(mol.dm-3)0.0050.0050.0100.005C0/(mol.dm-3)0.0100.0150.0100.010解： 5.0=kp(0.010)(0.005)(0.010)14.1=kp(0.020)(0.005)(0.010)(

8、0.020)=2.82(0.010)，ln0.020=ln2.82+ln0.0103.912ln0.020=l.03674.605，=1.55.0=kp(0.010)(0.005)(0.010)2.5=kp(0.010)(0.010)(0.010)(0.005)=2(0.010)，ln0.005=ln2+ln0.0105.2983=0.69314.605，= 15.0=kp(0.010)(0.005)(0.010)5.0=kp(0.010)(0.005)(0.015)(0.010)=(0.015)，=05.0=kp(0.010)1.5(0.005)-1(0.010)0kp=5/0.010)1.

9、5(0.005)-1=25mol-1/2.dm3/2.s-111、碳的放射性同位素14C在自然界樹(shù)木中的分布基本保持為總碳量的1.1010-13%，某考古隊(duì)在一山洞中發(fā)現(xiàn)一些古代木頭燃燒的灰燼，經(jīng)分析14C的含量為總碳量的9.8710-14%。已知14C的半衰期為5700a，試計(jì)算這灰燼距今約有多少年？解：放射性同位素14C的蛻變是一級(jí)反應(yīng)。9.8710-14%=1.1010-13%/2n ln9.8714ln10=ln1.1013ln10nln2 2.289532.2362=0.095329.93360.6931n0.6931n =0.095329.93362.2895+32.2362=0.

10、1084 n=0.1564 year=0.15645700a =891.5a12、某抗菌素在人體血液中分解呈現(xiàn)簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)，如果給病人在上午8點(diǎn)注射一針抗菌素，然后在不同時(shí)t測(cè)定抗菌素在血液中的質(zhì)量濃度單位以mg/100cm3表示，得如下數(shù)據(jù)： t/h481216/(mg/100cm3)0.4800.3260.2220.151試計(jì)算：(1) 該分解反應(yīng)的級(jí)數(shù)；(2) 求反應(yīng)的速率常數(shù)k和半衰期t1/2；(3) 若抗菌素在血液中質(zhì)量濃度不低于0.37mg/(100cm3)才有效，求注射第二針的時(shí)間。解：(1) 設(shè)為一級(jí)反應(yīng)，ln(ax)= kt + lna，則ln(ax)t作圖應(yīng)為一直線：t/h

11、481216ln0.7341.1211.5051.890所以該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。(2) 由直線斜率k= 0.0963，可求得速率常數(shù)k=0.0963 .h-1 半衰期t1/2=ln2/k=0.693/0.0963=7.20h(3) 直線方程為ln= 0.0963t 0.349ln0.37=0.0963t 0.3490.994= 0.0963t 0.349t=6.7h，故注射第二針的時(shí)間為14:42。13、在一抽空的剛性容器中，引入一定量純氣體A(g)，發(fā)生如下反應(yīng)：A(g) B(g) + 2C(g)設(shè)反應(yīng)能進(jìn)行完全，在323K恒溫一定時(shí)間后開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)定系統(tǒng)的總壓隨時(shí)間的變化情況，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

12、t/min03050p總/kPa53.3373.3380.00106.66求反應(yīng)的級(jí)數(shù)和速率常數(shù)。解：A(g) B(g) + 2C(g)t=0 pA0 0 0t=t pA pA0pA 2(pA0pA)p總=3 pA02pA，pA=(3 pA0p總)/2pA0=(106.66)/3=35.55kPa設(shè)反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，r = dpA/dt=kpA21/pA l/pA0= kt，由1/pAt作圖應(yīng)得一直線：t/min0 t0+0t0+30t0+50pA/kPa35.5526.66516.66513.331/ pA0.028130.037500.060000.07502所以該反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，速率常數(shù)k

13、=7.510-5kPa-1.min-114、反應(yīng)Co(NH3)3F2+H2OCo(NH3)3H2O3+ + F- 是一個(gè)酸催化反應(yīng)，若反應(yīng)的速率方程為r =kCo(NH3)3F2+H+，在指定溫度和起始濃度條件下，絡(luò)合物反應(yīng)掉1/2和3/4所用的時(shí)間分別為t1/2和t3/4，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)編號(hào)T/Kt1/2/ht3/4/h10.100.012981.02.020.200.022980.51.030.100.013080.51.0試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求：(1) 反應(yīng)的級(jí)數(shù)和的值；(2) 不同反應(yīng)溫度時(shí)的反應(yīng)常數(shù)k值；(3) 反應(yīng)實(shí)驗(yàn)活化能Ea值。解：(1) 在反應(yīng)過(guò)程中酸的濃度可近似認(rèn)為不變，因此

14、反應(yīng)可認(rèn)為準(zhǔn)級(jí)反應(yīng)。t3/4/ t1/2=2，這是一級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)，故=1。A1=k (0.01)A2=k (0.02)0.5/1.0=A1/A2=(0.01)/ (0.02)1/2=(0.01)/ 2(0.01)=1/2，故=1。(2) t1/2=ln2/A1，1.0=ln2/(0.01 k )， k(298) =69.314mol-1.dm3.h-1 0.5= ln2/(0.01 k )，k(308) =138.63 mol-1.dm3.h-1(3) Ea= 8.314298308/10ln0.5=52893.52J.mol-115、當(dāng)有I2存在作為催化劑時(shí)，氯苯(C6H5Cl)與Cl2在C

15、S2(l)溶液中發(fā)生如下的平行反應(yīng)(均為二級(jí)反應(yīng))：設(shè)在溫度和I2的濃度一定時(shí)，C6H5Cl與Cl2在CS2(l)溶液中的起始濃度均為0.5mol.dm-3，30min后，有15%的C6H5Cl轉(zhuǎn)變?yōu)?C6H4Cl2，有25%的C6H5Cl轉(zhuǎn)變?yōu)閜C6H4Cl2。試計(jì)算兩個(gè)速率常數(shù)k1和k2。解：k1/k2=15%/25%=3/5=0.61/(0.50.150.50.250.5)1/0.5=30(k1+ k2)k1+ k2=1/0.5/(10.150.25)1/0.5/30=2/450.6 k2 + k2=2/45，k2=0.02778k1=0.60.02778=0.0166716、有正、逆反

16、應(yīng)均為一級(jí)的對(duì)峙反應(yīng)，D-R1R2R3CBr L-R1R2R3CBr，正、逆反應(yīng)的半衰期均為t1/2=10min。若起始時(shí)D-R1R2R3CBr的物質(zhì)的量為1 mol.dm-3，試計(jì)算在10min后，生成L-R1R2R3CBr的量。解：t1/2=ln2/k k1=k-1=ln2/10=0.0693min-1 dx/dt= k1(ax) k-1x 平衡時(shí)k1(axe) =k-1xek-1= k1(axe)/ xedx/dt= k1(ax) k1(axe) x/xe= k1(ax) xe k1(axe) x/xe= k1a(xe x)/xedx/(xe x) =( k1a/xe)dt ln(xe

17、x) lnxe= k1at/xe k1(axe) =k-1xe，xe=a/2=0.5 mol.dm-3ln(0.5 x) ln0.5= 0.0693110/0.5= 1.386ln(0.5 x)= 1.3860.693= 2.0790.5 x=e 2.079=0.125x=0.375 mol.dm-3，故生成L-R1R2R3CBr的量為0.375 mol.dm-3。17、某反應(yīng)在300K時(shí)進(jìn)行，完成40%需時(shí)24min。 如果保持其他條件不變，在340K時(shí)進(jìn)行，同樣完成40%，需時(shí)6.4min，求該反應(yīng)的活化能。解：k1/k2=6.4/24=0.2667 Ea= 8.314300340/40l

18、n0.2667=280.22kJ.mol-118、N2O(g)的熱分解反應(yīng)為2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)，在一定溫度下，反應(yīng)的半衰期與初始?jí)毫Τ煞幢?。?70K時(shí)，N2O(g)的初始?jí)毫?9.2kPa，測(cè)得半衰期為1529s，在1030K時(shí)，N2O(g)的初始?jí)毫?8.0kPa，測(cè)得半衰期為212s。(1) 判斷該反應(yīng)的級(jí)數(shù)；(2) 計(jì)算兩個(gè)溫度下的速率常數(shù)；(3) 求反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活化能；(4) 在1030K，當(dāng)N2O(g)的初始?jí)毫?3.3kPa時(shí)，計(jì)算總壓達(dá)到64.0kPa所需的時(shí)間。解: 2N2O(g) = 2N2(g) + O2(g)t=0 a 0 0t=t ax x

19、0.5x(1) 反應(yīng)的半衰期與初始?jí)毫Τ煞幢?，說(shuō)明反應(yīng)級(jí)數(shù)為二級(jí)。(2) kPa-1.s-1 kPa-1.s-1(3) Ea=1.77358.3141030970/(1030-970)=245.53kJ.mol-1(4) p總=a+0.5x=53.3 + 0.5x=64.0 x=21.4kPa (53.321.4)-153.3-1=9.82710-5t t=128s19、某一氣相反應(yīng)A(g) B(g) + C(g)，已知在298K時(shí)，k1=0.21s-1，k-1=510-9Pa.s-1，當(dāng)溫度由298K升到310K時(shí)，其k1和k-1的值均增加1倍，試求：(1) 298K時(shí)的反應(yīng)平衡常數(shù)Kp；(

20、2) 正、逆反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活化能Ea；(3) 298K時(shí)反應(yīng)的rHm和rUm；(4) 在298K時(shí)，A的起始?jí)毫?00kPa，若使總壓力達(dá)到152kPa時(shí)，所需的時(shí)間。解：(1) Kp= k1/k-1=0.21/510-9=4.2107 Pa-1(2) Ea= 8.314298310/(310298)ln0.5=26.62kJ.mol-1 正、逆反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活化能Ea均為26.62kJ.mol-1 (3) rHm(298)=0(因正、逆反應(yīng)的活化能一樣)rUm=rHm(pV)= nRT= 18.314298= 2.478kJ.mol-1(1) A(g) B(g) + C(g)t=0 a 0 0t=

21、t ax x xp總= a+x=100+x=152，x=52kPadx/dt = k1(ax) k-1平衡時(shí)，k1(axe) =k-1dx/dt = k1(ax) k1(axe)dx/dt = k1(xex)dx/(xex)= k1dt ln(xex) lnxe= k1tk1(axe) =k-10.21(1.0105xe) =510-9(1.0105xe) =510-9/0.21=2.38110-8xe = 1.01052.38110-8=1.0105ln(1.010552000) ln1.0105= 0.21t10.779011.5129= 0.21tt=3.495s20、某溶液中含有NaO

22、H及CH3COOC2H5，濃度均為0.01mol.dm-3。在298K時(shí)，反應(yīng)經(jīng)10min有39%的CH3COOC2H5分解，而在308K時(shí)，反應(yīng)10min有55%的CH3COOC2H5分解。該反應(yīng)速率方程為r=kNaOH CH3COOC2H5。試計(jì)算：(1) 在298K和308K時(shí)反應(yīng)的速率常數(shù)；(2) 在288K時(shí)，反應(yīng)10min，CH3COOC2H5的分解分?jǐn)?shù)；(3) 293K時(shí)，若有50%的CH3COOC2H5分解，所需的時(shí)間。解：(1) 1/(a x) 1/a=kt 1/(0.01 0.390.01) 1/0.01=10k(298K)k(298K)=1/(0.01 0.390.01)

23、 1/0.01/10=6.3934 mol-1.dm3.s-11/(0.01 0.550.01) 1/0.01=10k(308K)k(308K)=1/(0.01 0.550.01) 1/0.01/10=12.2222mol-1.dm3.s-1(2) Ea= 8.314298308/(308298)ln0.5231=49.447kJ.mol-1 k(288K)= k(298K)/1.9997=6.3934/1.9997=3.1972 mol-1.dm3.s-11/(0.01x) 1/0.01=3.1972101/(0.01x) =131.9720.01x =0.007577x =0.002423

24、 x/a=0.002423/0.01=24.23%(3) k(293K)= k(298K)/1.40576=6.3934/1.40576=4.548 mol-1.dm3.s-11/(0.010.500.01) 1/0.01=4.548tt=1/(0.010.500.01) 1/0.01/4.548=21.99min21、在673K時(shí)，設(shè)反應(yīng)NO2(g)=NO(g)+1/2O2(g)可以進(jìn)行完全，并設(shè)產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)速率影響。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該反應(yīng)是二級(jí)反應(yīng)，速率方程可表示為dNO2/dt=kNO22，速率常數(shù)k與反應(yīng)溫度T之間的關(guān)系為： 試計(jì)算：(1) 該反應(yīng)的指前因子A及實(shí)驗(yàn)活化能Ea；(2) 若在67

25、3K時(shí)，將NO2(g)通入反應(yīng)器，使其壓力為26.66kPa，發(fā)生上述反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)器中的壓力達(dá)到32.0kPa時(shí)所需的時(shí)間(設(shè)氣體為理想氣體)。解：(1) 指前因子A=6.355108實(shí)驗(yàn)活化能Ea=107.14kJ.mol-1(2) lnk= 12886.7/673+20.27=1.1219k=3.0707mol-1.dm3.s-1kp=3.0707 mol-1.10-3m3.s-18.314J.K-1.mol-1673K=17.1816Pa-1.s-1NO2(g)=NO(g) + 1/2O2(g)t=0 p0 0 0t=t p p0 p 1/2( p0 p)p總=3/2 p01/2p，3/

26、2 26.66kPa 1/2p=32.0kPap=15.98 kPa1/p1/ p0=kt1/15.981/26.66=0.0171816tt=(1/15.981/26.66)/0.0171816=1.459s22、N2O(g)的熱分解反應(yīng)為2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，從實(shí)驗(yàn)測(cè)出不同反應(yīng)溫度時(shí)，各個(gè)起始?jí)毫0與半衰期t1/2的值如下：實(shí)驗(yàn)次數(shù)T/Kp0/kPat1/2/h1967156.80380296739.201520310307.0714404103048.00212試求：(1) 反應(yīng)級(jí)數(shù)和不同溫度下的速率常數(shù)；(2) 反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活化能Ea；(3) 若1030K時(shí)，N2O(

27、g)的初始?jí)毫?4.00kPa，當(dāng)壓力達(dá)到64.00kPa時(shí)所需的時(shí)間。解：(1) 1520/380=156.8/39.2=4；1440/212=48.00/7.07=6.79反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物的起始濃度成反比，這是二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)，故為二級(jí)反應(yīng)。t1/2=1/(kpp0)kp(967K)=1/ t1/2/p0=1/380/156.80=1.678310-5 kPa-1.h-1kp(1030K)=1/ t1/2/p0=1/212/48.00=9.82710-5 kPa-1.h-1(2) Ea= 8.3141030967/(9671030)ln5.855=232.30kJ.mol-1(3) 2

28、N2O(g) 2N2(g) + O2(g)t=0 p0 0 0t=t p p0 p 1/2( p0 p)p總=3/2 p01/2p，3/254.00kPa 1/2p=64.0kPap=34.00 kPa1/p1/ p0=kt1/34.001/54.00=9.82710-5tt=(1/34.001/54.00)/9.82710-5=110.85h23、某溶液中的反應(yīng)A + BP，當(dāng)A和B的起始濃度為A 0=110-4mol.dm-3，B 0=0.01mol.dm-3時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下吸光度隨時(shí)間的變化如下表：t/min057130298K時(shí)A的吸光度1.3901.0300.7060.1003

29、08K時(shí)A的吸光度1.4600.5420.2100.110當(dāng)固定A0=110-4mol.dm-3，改變B0時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得在298K時(shí)，t1/2隨B0的變化如下：B0 /mol.dm-30.010.02t1/2/s12030設(shè)速率方程為r=kAB，試計(jì)算、，速率常數(shù)k和實(shí)驗(yàn)活化能Ea。解：(1) BA，可認(rèn)為B不變。 吸光度與濃度成正比，可用吸光度A代表濃度。 dA/dt=kA (bx) dA/dt= kA dA/A = kdt設(shè)=1，則dA/A = kdt，積分得： lnAlnA0= kt由lnAt作圖，得一直線，說(shuō)明假設(shè)正確。t/min057130lnA(298K)0.3290.0296-0.

30、34810.00lnA(308K)0.378-0.6125-1.5609.0909t1/2=ln2/ k= ln2/ kB 120/30=(0.02) /(0.01) =4，2=4，=2故反應(yīng)的=1、=2。k(298K)= k(298K)(0.01)2= 0.00521k(298K)= 0.00521/(0.01)2=52.1 mol2.dm6.min-1k(308K)= k(308K)(0.01)2= 0.01482k(308K)= 0.01482/(0.01)2=148.2 mol2.dm6.min-1故反應(yīng)的速率常數(shù)k(298K)=52.1 mol2.dm6.min-1，k(308K)1

31、48.2 mol2.dm6.min-1。 Ea= 8.314298308/(308298)ln0.365=76.91kJ.mol-1故反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活化能Ea=76.91kJ.mol-124、通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)的電導(dǎo)率可以跟蹤如下反應(yīng)： CH3CONH2 + HCl +H2O=CH3COOH+NH4Cl在63時(shí)，混合等體積的濃度為2.0 mol.dm-3的CH3CONH2和HCl溶液后，在不同時(shí)間觀察到下列電導(dǎo)率數(shù)據(jù)：t/min0133450/(S.m-1)40.937.433.331.0已知該溫度下，各離子的摩爾電導(dǎo)率分別為m(H+)=0.0515 S.m2.mol-1，m(Cl-)=0.0133 S

32、.m2.mol-1和m(NH4+)=0.0137 S.m2.mol-1，不考慮非理想性的影響，確定反應(yīng)的級(jí)數(shù)并計(jì)算速率常數(shù)的值。解： CH3CONH2 + HCl +H2O=CH3COOH+NH4Clt=0 a a 0 0 0t=t ax ax x x x設(shè)反應(yīng)速率方程為r=kCH3CONH2 HCl dx/dt= kax ax =( ax )103 m(HCl)+ x103 m(NH4Cl)= ( ax ) 103 (0.0515+0.0133) + x103 (0.0137+0.0133)=0.0648103 a0.0648103 x +0.027103 x=0.0648103 a0.03

33、78 103x0.0648103 a =0.0378 103x溶液的電導(dǎo)率與溶液中產(chǎn)物濃度成正比，故可用電導(dǎo)率代表xd/dt= ka a ( a) 1+( a0) 1+= k(+1)t設(shè)+=2，則1/( a) 1/( a40.9)=kt由1/( a) t作圖，得一直線，說(shuō)明反應(yīng)級(jí)數(shù)為2。t/min01334501/(S-1.m)0.024440.026740.030030.03226由直線方程的斜率k=1.5610-4可得速率常數(shù)為k=1.5610-4 mol-1.dm3.min-125、設(shè)有一反應(yīng)2A(g) + B(g)=G(g) + H(s)在某恒溫密閉容器中進(jìn)行，開(kāi)始時(shí)A和B的物質(zhì)的量之

34、比為2:1，起始總壓為3.0kPa，在400K時(shí)，60s后容器中的總壓為2.0kPa，設(shè)該反應(yīng)的速率方程為： ，實(shí)驗(yàn)活化能Ea=100kJ.mol-1。試求：(1) 在400K時(shí)，150s后容器中B的分壓；(2) 在500K時(shí)，50s后容器中B的分壓；解： 2A(g) + B(g) = G(g) + H(s) t=0 2a a 0 0t=t 2a2x ax x xp總=3a2x 3a=3.0kpa，a=1kpa(1) p總=3a2x=2.0kPa 3.02x =2.0，x=0.5 kPa =60kkp=5.89310-3kPa.s-1k=0.01667 kPa.s-1 (1.0x)-1 1.0

35、-1/(1.00.5)-1 1.0-1=150/60 x=15/21=0.714kPa pB=ax=1.00.714=0.286kPa(2) =2.44410-3 k(500K)= 5.89210-3kPa.s-1/2.44410-3=2.411 kPa.s-1 (1-x)=0.00292kPa，pB=2.92Pa26、氣相反應(yīng)合成HBr：H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)，其反應(yīng)歷程為 (1) Br2 + M2Br + M(2) Br + H2HBr + H(3) H + Br2HBr + Br(4) H + HBrH2 + Br(5) Br + Br + MBr2 + M 試推導(dǎo)HB

36、r生成反應(yīng)的速率方程； 已知鍵能數(shù)據(jù)如下，估算各基反應(yīng)之活化能?；瘜W(xué)鍵BrBrHBrHH/(kJmol-1)192364435解： (1) Br2 + M2Br + M Ea1=192 kJmol-1(2) Br + H2HBr + H Ea2=4355.5%=23.93 kJmol-1(3) H + Br2HBr + Br Ea3=1925.5%=10.56kJmol-1(4) H + HBrH2 + Br Ea4=3645.5%=20.02kJmol-1(5) Br + Br + MBr2 + M Ea5=0 kJmol-127、反應(yīng)OCl- + I-=OI- + Cl-的可能機(jī)理如下：(

37、1) OCl- + H2OHOCl + OH- 快速平衡(K=k1/k-1)(2) HOCl + I-HOI + Cl- 決速步(3) OH- + HOIH2O+OI- 快速反應(yīng)試推導(dǎo)反應(yīng)的速率方程,并求表觀活化能與各基元反應(yīng)活化能之間的關(guān)系。解：k=k1 k2 /k-1 Ea=E1 +E2 -E-128、反應(yīng)A(g) + 2B(g)=1/2C(g) + D(g)在一密閉容器中進(jìn)行，假設(shè)速率方程的形式為 ，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：(1) 當(dāng)反應(yīng)物的起始分壓為pA0=26.664kPa，pB0=106.66kPa時(shí)，反應(yīng)中l(wèi)npA隨時(shí)間變化率與pA無(wú)關(guān)。(2) 當(dāng)反應(yīng)物的起始分壓為pA0=53.328kPa，

38、pB0=106.66kPa時(shí)，反應(yīng)的r/ pA2為常數(shù)，并測(cè)得500K和510K時(shí)，該常數(shù)分別1.97410-3(kPa.min-1)和3.94810-3(kPa.min-1)。試確定：(1) 速率方程中的和的值；(2) 反應(yīng)在500K時(shí)的速率常數(shù)；(3) 反應(yīng)的活化能。解：A(g) + 2B(g)= 1/2C(g) + D(g)t=0 pA0 pB0 0 0t=t pA pB 1/2(pA0- pA) (pA0- pA)pB= pB0-2pA0+2 pA(1) ，故可知：=1 ，故可知：= 1(2) 1.97410-3=2kp(500K)kp(500K)=9.8710-4 kPa.min-1

39、(3) 3.94810-3=2kp(510K)kp(510K)=1.97410-3 kPa.min-1 Ea= 8.314510500ln2/(510500)=147.0kJ.mol-132、實(shí)驗(yàn)測(cè)得氣相反應(yīng)I2(g)+H2(g)2HI(g)是二級(jí)反應(yīng)，在673.2K時(shí)，其反應(yīng)的速率常數(shù)為k=9.86910-9(kPa.s-1)?，F(xiàn)在一反應(yīng)器中加入50.663kPa的H2(g)，反應(yīng)器中已含有過(guò)量的固體碘，固體碘在673.2K時(shí)的蒸氣壓為121.59kPa(假定固體碘和它的蒸氣很快達(dá)成平衡)，且沒(méi)有逆向反應(yīng)。(1) 計(jì)算所加入的H2(g)反應(yīng)掉一半所需要的時(shí)間；(2) 證明下面反應(yīng)機(jī)理是否正確。 I2(g)2I(g) 快速平衡，K=k1/k-1 H2(g)+2