最新物理化學(xué)課件(天大第五版)動力學(xué)例題

1、例例1：二甲醚的氣相分解反應(yīng)是一級反應(yīng)二甲醚的氣相分解反應(yīng)是一級反應(yīng) CH3OCH3(g)CH4 (g) +H2 (g) +CO (g)504時把二甲醚充入真空反應(yīng)球內(nèi)，測量球內(nèi)壓時把二甲醚充入真空反應(yīng)球內(nèi)，測量球內(nèi)壓力的變化數(shù)據(jù)如下：力的變化數(shù)據(jù)如下：t(s)3907771587 3155(完全分解完全分解)pt(mmHg) 408488624779931試計算該反應(yīng)在試計算該反應(yīng)在504時的速率常數(shù)時的速率常數(shù)k及半衰期及半衰期t1/2解：解： 方法一方法一一級反應(yīng)一級反應(yīng):上頁上頁下頁下頁ktppln A0A CH3OCH3(g)CH4 (g) + H2 (g) + CO (g)t=0

2、pA0 0 0 0 t=t pA pA0-pA pA0-pA pA0-pAt= 0 pA0 pA0 pA0總壓總壓ptpA03pA0-2pA3pA0 p =3pA0 pA0 = 1/3p上頁上頁下頁下頁 pt =3pA0-2pA pA =(3pA0-pt)/2A0Applnt1 k 2pp33plnt1t0A tpp3p2lnt1k t(s)pt(mmHg) p- pt104k(s-1)3904085234.397774884334.3415876243074.4431557791524.4614s1041. 4k s1057. 1s1041. 42lnk2lnt3421 上頁上頁下頁下頁將將

3、t，pt數(shù)據(jù)代入上式可得數(shù)據(jù)代入上式可得:方法二方法二tklnAt0 ktpppplnt0 p0 =pA0 = 1/3p tpp3p2lnt1k 其余其余同方法一同方法一上頁上頁下頁下頁例例2:已知已知CO(CH2COOH)2在水溶液中的分解反應(yīng)在水溶液中的分解反應(yīng)的速率常數(shù)在的速率常數(shù)在60和和10時分別為時分別為5.48410-4s-1和和1.080 10-4s-1.(1)求該反應(yīng)的活化能求該反應(yīng)的活化能,(2)該反應(yīng)在該反應(yīng)在30時進行時進行1000s,問轉(zhuǎn)化率為若干？問轉(zhuǎn)化率為若干？解解:)T1T1(REkkln 12a12 上頁上頁下頁下頁14415.333115.28313145.

4、 810484. 510080. 1ln J)mol(EaEa=97730Jmol-114315.333115.30313145. 89773010484. 5ln J)mol(kk3=1.67 10-3s-1一級反應(yīng)一級反應(yīng):tkx11ln3A 67. 1x11lnA xA=0.812=81.2%上頁上頁下頁下頁例例:恒容氣相反應(yīng)恒容氣相反應(yīng)A(g)D(g)的速率常數(shù)的速率常數(shù)k與與溫度溫度T具有如下關(guān)系式具有如下關(guān)系式:T/T962200.24skln1 (1)確定此反應(yīng)的級數(shù)確定此反應(yīng)的級數(shù);(2)計算此反應(yīng)的活化能計算此反應(yīng)的活化能;(3)欲使欲使A(g)在在10min內(nèi)轉(zhuǎn)化率達到內(nèi)轉(zhuǎn)

5、化率達到90%,則則反應(yīng)溫度應(yīng)控制在多少度反應(yīng)溫度應(yīng)控制在多少度.上頁上頁下頁下頁解解: (1)一級反應(yīng)一級反應(yīng)T/T962200.24skln1 (2)K9622REa Ea=96228.3145J mol-1 =80.002kJ mol-1上頁上頁下頁下頁RTEska 00.24ln1(3)ktx11lnA s600k9 . 011ln k=3.83810-3 s-1T/T962200.24skln1 T/T962200.24)10838. 3ln(3 T=325.48K上頁上頁下頁下頁例例3：已知已知N2O5分解為分解為NO2和和O2的反應(yīng)機理為：的反應(yīng)機理為： 321K1K52NONO

6、ON NOONONONO222k3223k3NO2NONO ONkdtOd522 用用穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)法法證證明明：上頁上頁下頁下頁證：證：NONOkdtOd3222 0NONOkNONOk NONOkONkdtNOd333223215213 0NONOkNONOkdtNOd33322 0NONOk2 NONOkONk 322321521 ONkNONO)k2k( 5213221 上頁上頁下頁下頁ONk2kkNONO5221132 NONOkdtOd 3222 ONkONk2kkk52522112 0NONOkNONOk NONOkONkdtNOd333223215213 0NONOkNONOkdtN

7、Od33322 例例4：已知乙醛分解的反應(yīng)機理為：已知乙醛分解的反應(yīng)機理為： CHOCHkCHOCH313 CHOCHCHkCHOCHCH24233COCHkCHOCH332 62433HCkCHCH 試用穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)出生成甲烷的速率方程式和乙醛試用穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)出生成甲烷的速率方程式和乙醛的消耗速率方程式。的消耗速率方程式。上頁上頁下頁下頁證：證：CHOCHCHkdtCHd3324 CHOCHCHkCHOCHkdtCHOCHd332313 0CHkCHOCHk CHOCHCHkCHOCHkdtCHd23423332313 0CHOCHkCHOCHCHkdtCHOCHd233322 0CHkCHOCHk

8、 23431 上頁上頁下頁下頁213413CHOCHkkCH CHOCHCHkdtCHd3324 23321412CHOCHkkk CHOCHCHkCHOCHkdtCHOCHd332313 CHOCHCHOCHkkkk3213214121 上頁上頁下頁下頁一、選擇題一、選擇題1.在恒容條件下，在恒容條件下，aA+bB=eE+fF的反應(yīng)速率的反應(yīng)速率可用任何一種反應(yīng)物或生成物的濃度變化來可用任何一種反應(yīng)物或生成物的濃度變化來表示，則它們之間的關(guān)系為（表示，則它們之間的關(guān)系為（ ） dtdcfdtdcedtdcbdtdca.AFEBA dtdcafdtdcaedtdcabdtdc.BFEBA dt

9、dcdtdcefdtdcbfdtdcaf.CFEBA dtdcb1dtdca1dtdce1dtdcf1.DBAEFC上頁上頁下頁下頁2.某反應(yīng)的速率常數(shù)某反應(yīng)的速率常數(shù)k=4.6210-2 min-1，又初，又初始濃度為始濃度為0.1moldm-3,則該反應(yīng)的半衰期則該反應(yīng)的半衰期t1/2為為（ ）min)1 . 0(1093. 61.A22 B. 15minC. 30minmin1 . 01062. 41.D2 B3.發(fā)射性發(fā)射性Pb201的半衰期為的半衰期為8小時，小時，1克放射性克放射性Pb201 24小時后還剩下（小時后還剩下（ ）克克克克克克克克81.D41.C31.B21.AD上頁

10、上頁下頁下頁4.反應(yīng)反應(yīng)2O33O2,其速率方程式為其速率方程式為 或者或者 ，速率常數(shù)，速率常數(shù)k和和k的關(guān)系是的關(guān)系是（ ） 2k=3k B. k=k A.C. 3k=2k D. 3k= -2k 1o2oo233ckcdtdc 1o2oo232cckdtdc C5.某反應(yīng)速率常數(shù)某反應(yīng)速率常數(shù)k=2.3110-2s-1Lmol1,又初又初始濃度為始濃度為1.0molL,則其反應(yīng)的半衰期為（則其反應(yīng)的半衰期為（ ）A. 43.29s B. 15s C.30s D.21.65st1/2=1/(kcA,0)A上頁上頁下頁下頁6.某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物消耗某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物消耗3/4所需時間是它所需時

11、間是它消耗掉消耗掉1/2所需時間的所需時間的2倍，則反應(yīng)的級數(shù)為倍，則反應(yīng)的級數(shù)為（ ）A.零級零級 B.一級一級 C.二級二級 D.三級三級零級：零級： cA,0 xA=kt一級：一級：ktx11A ln22421114311tt21 lnlnlnlnB上頁上頁下頁下頁7.反應(yīng)反應(yīng)AB，當(dāng)實驗測得其反應(yīng)物，當(dāng)實驗測得其反應(yīng)物A的濃度的濃度cA與時間與時間t成線性關(guān)系時，該反應(yīng)為（成線性關(guān)系時，該反應(yīng)為（ ）A.一級反應(yīng)一級反應(yīng) B.二級反應(yīng)二級反應(yīng)C.分數(shù)級反應(yīng)分數(shù)級反應(yīng) D.零級反應(yīng)零級反應(yīng)D8.基元反應(yīng)的分子數(shù)是個微觀的概念，其值基元反應(yīng)的分子數(shù)是個微觀的概念，其值為（為（ ） 0，1，

12、2，3 只能是只能是1，2，3這三個正整數(shù)這三個正整數(shù) 也可以是小于也可以是小于1的數(shù)值的數(shù)值A(chǔ).可正，可負，可為零可正，可負，可為零B上頁上頁下頁下頁9.某物質(zhì)某物質(zhì)A能與水起反應(yīng)，在水溶液中，若能與水起反應(yīng)，在水溶液中，若A的起始濃度為的起始濃度為1molkg1,1h后其濃度為后其濃度為0.5molkg1，2h后其濃度為后其濃度為0.25molkg1，則對則對A來說，此反應(yīng)的級數(shù)為（來說，此反應(yīng)的級數(shù)為（ ）A.零級零級 B.一級一級 C.二級二級 D.三級三級B10.對于溫度對于溫度T時某一級反應(yīng)時某一級反應(yīng)AB，為了使，為了使A的濃度改變的濃度改變1/5,需要時間需要時間4s，則反應(yīng)的

13、半衰，則反應(yīng)的半衰期為（期為（ ）A.12.43s B.15.53 C.4.14 D.6.21ktx11A lnk2t21ln A上頁上頁下頁下頁11.對于任意給定的化學(xué)反應(yīng)對于任意給定的化學(xué)反應(yīng)A+B2D,在在動力學(xué)研究中，（動力學(xué)研究中，（ ）A.表明它為二級反應(yīng)表明它為二級反應(yīng) B.表明它為雙分子反應(yīng)表明它為雙分子反應(yīng)C.表明了反應(yīng)的計量關(guān)系表明了反應(yīng)的計量關(guān)系 D.表明它為基元反應(yīng)表明它為基元反應(yīng)C12.某物質(zhì)的反應(yīng)級數(shù)為負值時，該反應(yīng)速率某物質(zhì)的反應(yīng)級數(shù)為負值時，該反應(yīng)速率是隨物質(zhì)濃度（是隨物質(zhì)濃度（ ）A.升高而增加升高而增加 B.升高而減小升高而減小C.升高而不變升高而不變 D.

14、降低而減小降低而減小B上頁上頁下頁下頁13.已知某復(fù)雜反應(yīng)的反應(yīng)歷程為已知某復(fù)雜反應(yīng)的反應(yīng)歷程為,JkDBBkkA211 則則B的濃度隨時間的變化率的濃度隨時間的變化率dB/dt是是( ) k1A-k2BD k1A- k-1B -k2BD k1A- k-1B +k2BDA.-k1A+ k-1B +k2BDB上頁上頁下頁下頁14.下面對于催化劑的特征的描述，哪一點是下面對于催化劑的特征的描述，哪一點是不正確的（不正確的（ ）A.催化劑只能縮短反應(yīng)達到平衡的時間而不催化劑只能縮短反應(yīng)達到平衡的時間而不能改變平衡狀態(tài)。能改變平衡狀態(tài)。B.催化劑在反應(yīng)前后其化學(xué)性質(zhì)和催化劑在反應(yīng)前后其化學(xué)性質(zhì)和物理性

15、質(zhì)物理性質(zhì)不變。不變。C.催化劑不能改變平衡常數(shù)。催化劑不能改變平衡常數(shù)。D.加入催化劑不能實現(xiàn)熱力學(xué)上不可能進行加入催化劑不能實現(xiàn)熱力學(xué)上不可能進行的反應(yīng)。的反應(yīng)。B上頁上頁下頁下頁15.如果只考慮動力學(xué)因素，則對反應(yīng)如果只考慮動力學(xué)因素，則對反應(yīng)A B C(產(chǎn)物）產(chǎn)物）D(1)(2)(3)當(dāng)當(dāng)E1E3時，怎樣控制溫度才有利于產(chǎn)物的生時，怎樣控制溫度才有利于產(chǎn)物的生成（成（ ）A.高溫高溫 B.低溫低溫 C.適中適中 D溫度對其無影響溫度對其無影響A上頁上頁下頁下頁P29118BAAAcckdtdc 產(chǎn)產(chǎn)物物 b bB Ba aA A若若:bacc0B0A （計量系數(shù)比）（計量系數(shù)比）則則:

16、baccBA abccAB BAAAcckdtdc 2AAc)(kab 上頁上頁下頁下頁微分式可簡化成：微分式可簡化成：2AAAckdtdc tkc1c1A0AA )(kkabAA )ba(kkAA 上頁上頁下頁下頁P29228 (2)BAAAcckdtdc 2*B*AAA)RT(ppkdtdc 2*B*AAA)RT(ppkVdtdn A*B*AA2dnppVk)RT(dt 上頁上頁下頁下頁 A0,AnnA*B*AA2t0dnppVk)RT(dt)nn(ppVk)RT(tA0 ,A*B*AA2 注意：注意：n=nA-nA,0= -0.5mol上頁上頁下頁下頁P29434 (1)11ACBpkkpppK ppppppKACBp pppp