化學動力學初步

1、.第5章化學動力學初步1分別用反應物和生成物濃度的變化表示下列反應的瞬間速率，并找出各速率間的相互關系。(1)  2 N2O4(g ) = 4 NO2(g) + O2(g)(2)  N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g)(3)  a A + b B = g G + h H解：（1）r = -     (2)  r = - = =     (3)  r = - =- = = 2、某氣體反應A(g) + B(g) C(g)，該反應的實驗數據如下:序號起始濃度（mol 

2、3; L-1）反應開始生成C的速率（mol· L-1· min-1）AB11.0×10-20.5×10-30.25×10-621.0×10-21.0×10-30.50×10-631.0×10-21.5×10-30.75×10-642.0×10-20.5×10-31.0×10-653.0×10-20.5×10-32.25×10-6求：（1）該反應的速率方程式；   （2）反應級數   （3

3、）當A的起始濃度為4.0×10-2 mol · L-1，B的起始濃度為2.0×10-3 mol · L-1時，反應開始生成C的速率是多少？解：（1）設該反應速率方程為rkc(A)x·c(B)y據序號1、2 的c(A)不變，（ ）y =  = 所以y = 1據序號1、4的c(B)不變：     （ ）x = = 所以 x2速率方程為rkc(A)2 · c(B)（2）反應級數為x + y = 2 + 1 = 3(3)依rkc(A)2 · c(B)   

4、;  k = 將序號2的數據代入    k      5.0（mol-2 · L2 · min-1）將c(A)= 4.0×10-2 mol · L-1, c(B)=2.0×10-3 mol · L-1代入rkc(A)2 · c(B)     5.0×（4.0×10-2 mol · L-1）2·（2.0×10-3 mol · L-1） &#

5、160;   1.6×10-5（mol · L-1 · min-1）3對于反應A + B C若其反應機理為：A 2 D      (快反應)D + B E   （快反應）E + A C + D  (慢反應)推導出該反應的速率方程。      解：在復雜反應中，慢反應是反應速率的決速步驟：          r = k3 

6、3; c(E) · c(A)         由第一步和第二步反應中可得：          k1         k2 =          c(E) = k2· c(D) · c(B) = k2 · k · c(A) 

7、3; c(B)        r = k3 · k2 · k  c(A)  · c(B) · c(A)          k · c(A) · c(B)4反應A 產物，當A的濃度等于0.10 mol · L-1及0.050 mol · L-1時，測得某反應速率，如果前后兩次速率的比為（1）0.50；（2）1.0；（3）0.25，求上述三種

8、情況下反應的級數。解：設反應速率方程為r = kc(A)n= 取對數：                  nlg = lg                   n = (1)  n = = 10    

9、0; 一級反應   （2）n = = 0     零級反應   （3）n = 2     二級反應5 假定某一反應的定速步驟是2A(g) + B(g) C(g)將2.0 mol A(g)和1.0 mol B(g)放在一只1 L的容器中混合，將下列的速率同此時反應的初始速率相比較：（1）A和B都用掉一半時的速率；（2）A和B都用掉 時的速率；（3）在1 L容器里2.0 mol A(g)和2.0 mol B(g)混合時的初速率；（4）在1 L容器里4.0 mol A(g)和2.0

10、 mol B(g)混合時的初速率。解：此反應的速率放出為rkc(A)2 · c(B)    該反應的初速率為：rkc(2)2 · c(1)4 k（1）r1= k(1)2(0.5) = 0.5 k=     減少為初速率的 倍（2）r2 = k( )2( ) =      =      減少為初速率的 倍(3)  r3 = k(2)2(2) = 8 k    = 2   

11、; 增長為初速率的2倍（4）r4 = k(4)2(2) = 32 k     = 8     增長為初速率的8倍6試根據下表實驗數據：時間/min           c(A)/mol · L-1         c(B)/mol · L-1     0.00 

12、0;             0.1000                0.0000     5.00               0.0840&#

13、160;               0.0160     7.00               0.0776              &

14、#160; 0.0224     11.00              0.0648                 0.0352（1）確定反應A B是一級反應還是零級反應？（2）當A消耗了一半時間需要多少時間？解：（1）在0 5 min間隔中0.0032（mol &#

15、183; L-1· min-1）在5 7 min間隔中0.00320（mol · L-1 · min-1）在7 11min間隔中0.00320（mol · L-1· min-1）可見，B的生成速率是常數，故該反應為零級反應同理可推知A的減少速率也是常數。（2）反應速率常數：k = = 0.00320（mol · L-1· min-1）t =  = 15.6 min7某抗菌素在人體血液中呈現(xiàn)一級反應，給病人在上午8點注射一針抗菌素，然后在不同時刻t測定抗菌素在血液中的濃度c（以mg/100 cm3）得下列數據

16、0;            t/h        4        8        12        16c/( mg/100cm3)     0.480 

17、    0.326     0.222     0.151(1)求反應得速率常數k和半衰期t ;(2)若抗菌素在血液中濃度不低于0.37 mg/100cm3才有效。問約何時再注射第二針？解：（1）以lnc與t作圖，或通過計算求得斜率為- 0.0963 h-1所以，               k0.0963 h-1t 7.2 h(2)由第一組數據求

18、c0值                         ln   ln = 0.0963×4c0 = 0.706 ( mg/100cm3)8 反應C2H5I + OH- = C2HOH + I- ，在289 K時k1= 5.03×10-2 L · mol-1 · s-1，而在333 K時k2 = 6.71 L

19、· mol-1s-1，該反應的活化能是多少？在305 K時的速率常數k3是多少？解：lg     lg 所以Ea = 89 kJ· mol-1    lg     k3 = 0.35 L · mol-1· s-19651.7 K時（CH2）2O的熱分解是一級反應其半衰期為363 min，活化能為217.57 kJ · mol-1，根據上述數據，估計在723.2K欲使75的（CH2）2O分解，需要多少時間？解：（1）求651.7 K時的k1t 0.693/k

20、1k1 = 0.693/363 = 1.91×10-3(mim)    (2) 求723.2 K時的k2 lg lg k2 =  + lgk1          =           = - 0.995k2 = 0.101 min-1(3)  t =  = 13.7min10實驗測得反應CO(g) + NO2(g) = CO2(g) +

21、 NO(g)在650 K時的動力學數據如下表：實驗編號c(CO)(mol · dm-3)c(NO2)(mol · dm-3)dc(NO)(mol · dm-3 · s-1)1230.0250.0500.0250.0400.0400.1202.2×10-44.4×10-46.6×10-4（1）計算并寫出反應的速率方程；（2）求650 K時的速率常數；（3）當c(CO) = 0.10(mol · dm-3), c(NO2) = 0.16(mol · dm-3)時，求650 K時的反應速率；（4）若800 K時的速率常數為23.0 (mol · dm-3 · s-1)，求反應的活化能。解：（1）速率方程：r = -         固定（CO），r 1 = k(0.025)m(0.040)n = 2.2×10-4