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1、第七章 化学动力学四、精选题及解例7-1 某溶液中反应 ,设开始时 与 物质的量相等,没有C , 1小时后 A 的转化率为75%,求2小时后 A 尚余多少未反应 ? 假设 (1)对 A 为1级,对 B 为0级 (2) 对 A 、B 皆为1级 (3)对 A 、B 皆为0级。解 (1) 代入 解得未转化的A为=6.25%(2) 代入 解得未转化的A为=14.29%(3) 即 代入 说明反应物不到2小时以前已消耗完。【点评】 本题抓住具有简单级数化学反应的动力学规律以及转化率的定义。如对一级反应,若以产物表示反应速率,则 其中,为反应物A的转化率,写为y时,得 当温度不变时,k不变,这样可通过联立方

2、程求解,可求得2h后尚余A的百分比(1-y)。对其他简单级数的反应也可类似求解。例7-2 恒温恒容的反应器中进行某一级的气相反应 A B + C 反应刚开始时,只有 A 存在,压力为;反应进行到 t 时刻时,反应器的压力可测为,请设计实验及实验表格,以求解该反应的速率系数。解 0 0 体系总压力 ; 反应物A分压力 对一级反应: 若在实验中,测定及不同时间的总压力,代入上式可求速率系数,实验记录设计见附表,附表如下时间/单位 : : : : :或将上式变形 ,以 作图,从斜率 求速率系数。【点评】为了求得该反应的速率系数而设计实验及实验表格之前,必须知道其反应的动力学方程的具体形式。本题的动力

3、学方程的具体形式为 ,在实验中可以测定的物理量是起始压力及不同时间的总压力,故表格中必须有这二项内容。上表中,加上时间,就可以直接计算出多组的速率系数值。另外,考虑到作图来求速率系数值会更加准确,即以 作图,通过斜率 求速率系数,故表中还有一项是 。例7-3 农药的水解速率系数及半衰期是考察其杀虫效果的重要指标。常用农药敌敌畏的水解为一级反应,当20时它在酸性介质中的半衰期为61.5天,试求20时敌敌畏在酸性介质中的水解速率系数,若在70时,水解速率系数为0.173 h -1,求水解反应的活化能。 解 对一级反应 代入 解得 【点评】水解反应多为一级反应,套用一级反应动力学公式求解即可。若知道

4、水解反应在两个不同温度下得水解速率系数,根据阿仑尼乌斯公式即可求得水解反应的活化能.例7-4 已知碳-14 () 的半衰期为5730年,现有一出土的古代织物残片待鉴定,经测定其含 的量为72%,试问该织物为多少年以前所造? 解 放射性元素蜕变为一级反应,蜕变不受温度压力等因素影响,对而言 【点评】放射性元素的蜕变通常为一级反应,可完全按照一级动力学规律求解。例7-5 某反应 2A + 3B = P 为二级反应, (1) 请写出反应速率积分表达式 (2) 若知在时,k010-4mol-1dm3s-1, moldm-3,其中A与B物质的量之比为1:4,求1小时后,A、B、P三种物质量之比为多少?

5、解(1) 0 积分 (2)298.2K时 又因为 代入积分式 解得 此时,A物质有 B物质有 P物质有 1小时后 【点评】此题为反应物起始浓度不同的二级反应。必须先导出其具体的动力学方程,才可能求解。例7-6 298.2K时,乙酸乙酯的皂化反应Na O H + C H3 C O O C2 H5 C H3 C O O Na + C2 H5 O H开始时NaOH 与 CH3COOC2H5 的浓度均为0.0100 moldm-3,600秒后,有39. 0 % 的CH3COOC2 H5转化,而在308.2K时,在相同的时间内有55 % 的CH3COOC2H5转化;(1) 求该反应的表观活化能;(2)

6、估算在288.2K时,600秒后有多少CH3COOC2H5转化?(3) 在288.2K时,若有50%的CH3COOC2H5转化,需多少时间?解 反应为二级. 且, 设y为分解分数, (1) 代入 解得 (2)因为 代入 解得 得 (3)50%转化的时间即 【点评】不同温度有不同的反应速率,反应速率也可以反映在转化率(用相同反应时间来比较)上。反之,可以从相同反应时间的不同转化率推算不同温度下的速率系数,进而利用阿仑尼乌斯经验式求反应活化能。例7-7 1129.K时,氨在钨丝上的催化分解反应动力学数据如下表 200 400 600 1000 30.40 33.33 36.40 求反应的级数与分别

7、用压力及物质的量的浓度表示的速率系数与。 解 0 0 总压 体系中氨的分压 从上表推知并列表 200 200 400 平均 反应速率不随反应浓度(压力)而变,故 速率方程为 ; 积分上式 . 作线性拟合,以作图, 得斜率 即 【点评】本题关键是要先确定反应级数,即反应速率与分压()的函数关系。利用反应过程压力变化的分析(如上)得知速率与无关,即反应为零级反应,问题便迎刃而解了。例7-8 在较高温度下,乙胺按下式分解是不可逆的气相反应 C2 H5 N H2 C2 H4 + N H3反应温度为773K,乙胺的初压力 = 7346 Pa ,请根据下列实验数据,用尝试法确定上述反应的级数。反应时间 t

8、 / min1 2 4 8 10 20 30 40压力变化p / Pa664 1196 2270 3871 4539 6282 6941 7143解 乙胺的压力 压力与浓度成正比速率方程为 0 0 为增加的压力 即 乙胺的分压为 用尝试法(1)若乙胺分解为1级反应,则符合 (2)若乙胺分解为二级反应,则符合 (3)若乙胺分解为1级反应,则符合 将实验数据代入三公式,计算结果列表如下 1 2 4 8 10 20 30 40上述计算可知,基本为恒定系数,而、不是恒定系数,故乙胺分解可确定为一级反应。 变形为,将对时间t作图,可得直线斜率即为速率系数。【点评】用尝试法来确定反应的级数,其运算过程比较

9、繁琐,最终取数值基本为恒定数值的那一个速率系数所对应的级数即为答案。对一些复杂的反应,结果会有一定的偏差。例7-9 设将100个细菌放入1升的烧杯中,瓶中有适宜的细菌生长的介质,温度为40,得到下列结果 时间 t / min 0 30 60 90 120 细菌数目 / 个 100 200 400 8001600(1) 预计3小时后细菌的数目 (2) 此动力学过程的级数(2) 经过多少时间可得到106个细菌 (4) 细菌繁殖的速率系数解 (1)3小时=180分钟。以上表类推,每隔30分钟细菌数目翻一倍, 所以3小时后细菌个数为 (2) (为1级反应) (3)设C为细菌浓度,细菌是增加的 ,故速率

10、方程写为 移项积分 (不变) 代入数据 解得 (4)繁殖速率系数 【点评】观察细菌生长过程时间与细菌数目个数的关系,可得出,细菌的数目是每隔30min就翻一倍,见实验结果。在某时段内假设增加的速率是均匀的,将平均速率视为即时速率:即第30min时,第60min时,等,可用微分法先求出出反应级数n=1,以后就可用一级动力学方程求之。必须注意由于细菌数是增加的,不同于一般反应中反应物是减少的,故速率方程要应写为表示。例7-10 1099K时,氧化氮按下式反应时,测得反应物的初始浓度及初始速率数据如下2N O + 2H2 N2 + 2H2 O 组别 组别 1 47.623 0.1975 4 38.3

11、01 2 40.023 0.135 5 27.358 3 20.265 0.033 6 19.657 求该反应的级数。解 该反应提供先固定的压力(浓度),改变初压力(初浓度),求相应的初速率,再固定的压力(浓度),改变初压力(初浓度)求相应的初速率,故可用微分法:因为 根据1、2组数据,得: 解 3、4组数据,得: 解再根据4、5组数据,得: 解 5、6组数据,得: 解考虑到实验中的误差,可以认为,速率方程为 【点评】这是运用起始速率法求解反应级数中的一种方法.在实验数据较为充分的情况下,经常会用到。测起始速率时,反应系统纯净,不受其他因素如产物等的干扰与影响,故求得的级数最为可靠(也称浓度级

12、数)。例7-11 反应 H2 (g) + D2(g) 2H D (g) , 在恒容下用等物质的量的 H2 和 D2 反应,得以下实验数据T/K 1008 946组别 1 2 3 4 5 533.3 1067 600 1067 4266 196 135 1330 1038 546(1) 求该反应的级数;(2) 若可能的反应历程为 快速平衡 K1 = k 1 / k 1 快速平衡 K2 = k 2 / k 2 H + D2 HD + D D + H2 HD + H D + H HD 对反应中,由于H与的浓度在体系中很小,故生成的可忽略不计。试写出反应的速率方程式,并验证()所得出的级数。 解 (1

13、)对上述反应,当起始浓度相等时,在1008K下,与成一组,用上式求出 在946K下,与成一组,用上式求出 与成一组,用上式求出 (2)对平衡假设得,由于是等分子反应,用代入上式得此速率方程与实验结果相符,但仍需作进一步的实验证明该历程的正确性。【点评】(1)本题为典型的半衰期法求解反应级数的例子。(2)设定了可能的反应历程,用平衡假设法写出速率方程,并与实验结果对比来评估设定的反应历程的可能性,注意这不是唯一的比较标准。例7-12 当有碘存在时,氯苯与氯在溶液中有以下平行反应(碘为催化剂) k 1 HCl + 邻- + Cl2 k 2 HCl + 对- 设在定温下和碘的浓度一定时,和Cl2在溶

14、液中的初始浓度均为,已知30分钟后有15 的转化为 邻-,有25 的 转化为 对-,试求反应的速率常数k1和k2。解 设邻-和对-在反应到30时浓度分别为和 平行反应的特点 积分得 所以 解得 【点评】在平行反应中由于二个反应同时进行,根椐反应独立共存原理,反应总速率等于二个反应的反应速率速率之和,存有 关系。另外,由于两个反应是同时开始并独立进行,反应开始时又无产物存在,故其速率比等于各产物生成量之比,存有 关系。这两种关系经常用来联立解方程。例7-13 某对峙反应 ,已知 , , 反应始时只有 A ,浓度为,试求:(1)需要多少时间A和B浓度相等?(2)经100 min后,A和B的浓度又各

15、为多少? 解 设设平衡时B的浓度为 ;. 解 (1)反应系统中开始只有反应物A,且,反应进行后系统中只有A和B,要求在某时刻A和B浓度相等,即有时(A,B两浓度相等)的条件。(2)同理上式 解 【点评】1-1级对峙反应 趋向平衡过程的动力学方程式 ,它在形式上与单向的一级反应很相似。本题解题关键是要求出平衡时产物的浓度。例7-14 某液相反应 正逆反应均为一级,已知 反应开始时, , 求:(1)逆反应的活化能(2)400K时反应经10秒时A、B的浓度(3)400K时反应达平衡时A、B的浓度。 解 (1) 因为 得 ; 即 又因为 二式对比,得 (2)时, , 代入值 ;当时, 得:此时,;(3

16、)平衡时,解得 此时 【点评】(1)通过已知条件,得到逆反应速率系数与温度的关系式,再和阿仑尼乌斯经验式中的不定积分式相对比,可得逆反应的活化能。(2)正逆反应均为一级的对峙反应其总反应速率为正、逆速率之差 ,利用此式可求得反应进行到某时刻A、B的浓度。(3)对峙反应在达平衡时的特点是正、逆的速率相等,利用式来求平衡时物质的浓度。例7-15 某一级连串反应 2,34,6二丙酮古罗糖酸抗坏血酸 分解产物; 在50时,, .求在50时生产抗坏血酸最适宜的反应时间及相应最大产率。解 , 50时 【点评】 套用一级连串反应的动力学关系式求解即可。其中,因为 ,所以,。例7-16 某气相反应 的速率方程

17、为 已知300K时,反应焓变 且当温度升高10 , k 1增大1倍, 求 (1)300K的平衡常数 (2)正逆反应的活化能( 和 ) (3)若时,求A的转化率为 80 % 的温度。解 (1)300K时, (2)对正反应 (T1=300K,T2=310K) 所以 (3) 时,A的转化率为80%,所以平衡时 根据等压方程 解得温度 T =360K 【点评】阿仑尼乌斯经验公式同样可以用于正向和逆向反应,故对(2)题,可求出正向反应的活化能,在一般的化学反应中,通常作的处理,即有了的数椐,就等于有了表观活化能的数椐,再利用关系式求出逆向反应的活化能。第(3)题表明了动力学与热力学之间的紧密联系。 例7

18、-17 请根据有关键能数据、活化能估算规则以及微观可逆性原理,估算基元反应的热效应以及该基元反应的活化能。解 查阅有关数椐知: ,根椐键能与反应热关系得该基元反应反应为吸热反应,其逆反应为放热反应。当基元反应为放热反应、且反应物中有活性很大的原子或自由基时(该逆反应的反应物中有活性很大的H),活化能为该需被改组化学键的5%,故逆反应的活化能为 又根据微观可逆性原理 【点评】 根椐微观可逆性原理,反应系统中能量的 E变化如右图所示,从图中知该基元反应的活 化能为 HIH根据键能数椐可求出反应热, 根据活化能估算规则求出,则 I+H2 基元反应的活化能可求得。 例7-18 实验证明的分解反应是一个

19、复杂反应,并测 的速率方程为有人提出以下机理,试分析该反应机理是否成立? (N2O为激发态分子)解 对作稳态处理 得代入消耗式 机理推导出的速率方程与实验结果一致,该机理可能成立。【点评】动力学的主要任务之一是确定反应机理,在对反应机理做假设时,要考虑:速率、能量、结构等因素。在考虑速率因素时,必须使从假设的机理求出的速率方程式与实验测得的速率方程式一致。在这过程中,利用质量作用定律对各基元反应的速率方程进行严格的数学运算(如平衡假设、稳态近似处理本题是进行稳态近似处理),求得只包含有稳定物质组分的反应动力学方程来与实验结果相对照,作出取舍判断。以上只是确定反应机理工作的一部分,还有如设计新实

20、验来确认机理的真实性、对中间产物的定性或定量鉴定等其他因素要考虑。本题只完成了机理推导出的速率方程与实验结果一致这一内容,所以,只能说“该机理可能成立”。例7-19 反应 的一个可能历程为(1) =82 kJmol-1(2) =205 kJmol-1(3) =82 kJmol-1已知基元反应(2)中消耗的 与基元反应(3)中消耗的 相比只占极小部分。求反应的总表观活化能,并对结果加以解释。解 由题意,可对(1)、(2)作平衡处理, , 其中 所以活化能出现负值,分析原因可能是:反应(1)的聚合是放热反应,故(1)与(2)平衡时,的浓度随温度升高而降低,从而影响了元反应(3),使元反应(3)的速

21、率也随温度升高而变小,出现了反应速率负温度系数的特殊情况,使反应的。【点评】由于具有“基元反应(2)中消耗的 与基元反应(3)中消耗的 相比只占极小部分”的前提,可以将基元反应(1)和(2)作平衡处理,求出了总的速率表达式后,再根据基元反应活化能的组合,就能求得总的表观反应活化能。例7-20 乙炔热分解是二级反应, 乙炔的分子直径为, 若反应的阈能为 根据碰撞理论计算:(1)反应在800K时的速率系数 (2)800K时的指前参量A ()速率系数与温度的关系。解 (1)同种分子碰撞 (2) 又因为,所以所以 即 (3) 整理得 【点评】注意在第(2)题中,指前参量A在阿仑尼乌斯式中表示为 ,其中

22、的活化能为表观活化能,它与碰撞理论中的阈能的关系是,所以,在碰撞理论中,用表观活化能来表示速率系数公式是 ,求指前参量A 时,就必须写成 ,才能正确求解。在第(3)题中是用碰撞理论中阈能表示的速率系数公式 来求解的。例7-21 K温度区间,实验活化能为 K时,速率系数为,求反应在平均温度时的活化熵及阿仑尼乌斯式中的指前参量A的值。解 因为 , 代入 , 得 (平均温度为483.9K)又因为对凝聚相反应 = /解得 又因为 【点评】在已知实验活化能及一个温度下的速率系数的条件下,通过阿仑尼乌斯定积分式,求得另一个温度下的速率系数。再用过渡态理论分析该速率系数,进而用过渡态理论来求解活化熵及指前参

23、量A的值。例7-22 反应 在298.2K时,在极低的离子强度介质中,测得的正向反应速率系数k 2 为 若在 的 溶液中进行该反应,其正向反应速率系数又为多少?解 由于在极低的离子强度介质中, 可以视为溶液无限稀时的速率系数, 即,设在溶液中,速率系数为,因为 解得 【点评】德拜-休克尔的离子活度系数极限公式适用于溶液浓度极稀的体系,本题是在极低的离子强度介质中,因而可以视为溶液是无限稀,所以可以用德拜-休克尔的离子活度系数极限公式求解。例7-23 298.2K时,反应 中,的初压力为 101325 Pa , 对反应给于快速微扰,在新的条件下达成平衡,求该反应的弛豫时间 ( 已知: ; 和 的

24、分别为 51.3 和 97.8 ) 。解 对的驰豫时间(推导另) 因为 , , 0 解得 因为 【点评】对于1-2级的快速对峙反应,其弛豫时间的表达形式与对产物经微扰后达成新的平衡浓度所设定的形式有关。在此题中,对产物经微扰后达到新的平衡浓度有二种设定形式,由此产生了对应的二种弛豫时间表达形式。1、弛豫时间的表达形式1:设产物经微扰后达新的平衡浓度为 a 0 x 微扰后达新平衡 根椐这种设定形式推导出的弛豫时间的表达式为 由热力学数椐求得系统平衡时产物的压力为: 即 将数椐代入,可解得2、弛豫时间的表达形式2:设产物经微扰后达新的平衡浓度为 a 0 微扰后达新平衡 根椐这种设定形式推导出的弛豫

25、时间的表达式为 也可写为 由热力学数椐求得系统平衡时产物的压力为: 即2 将数椐代入,同样解得从上分析看出,两种弛豫时间的表达形式,计算出来的弛豫时间结果相同,关键在于由热力学数椐求得系统平衡时产物的压力是唯一的,在不同的设定时,它可以等于或。例7-24 有人提出 CHCl3 的光化学氯化反应的机理可能是(1) (2) (3) (4) 并认为在当的分压很高时存在基元反应(4), 且 ,(1) 试推测在 分压相当高时的速率方程式;(2)当分压较低时,速率方程为,试设想此时基元反应(4)应做怎样的变更,才能符合速率方程的实验结果?解 (1)对及作稳态处理联合以上二式解得: 因为又因为 , 所以 (

26、2)此时元反应(4)更换为同样对和作稳定处理,得 联合以上两式解得 所以, 一般光化反应中,反应物浓度比吸收光强度大得多。【点评】第(1)题是对中间产物及作稳态处理的规范推导法,其中可用高压时的条件来近似处理,及的分压很高时存在基元反应(4)来书写速率方程。 第(2)题 可从当分压较低时,直接参与基元反应来考虑。例7-25 329.9K时,用波长为 的单色光照射置有丙酮蒸气的容器,容器的体积为 59 ml ,丙酮蒸气吸入光的效率为 91.5 ,丙酮发生气相光分解反应反应的起始压力为 , 7小时后压力为 , 若入射光强度为,求反应的量子效率。解 反应了的丙酮物质的量为1mol光子的能量E为吸收光

27、子物质的量为量子效率 【点评】在研究光化反应机理时,为了衡量一个光子所引发的物理或化学过程的效率,引入了量子产率(quantumyield)的概念 或 受化学式中计量系数的影响,当产物与反应物的计量系数不同时,和的数值就不同,例如HI(g)的光解反应 当用反应物计算时;而当以产物H2或I2计算时。若要区分清楚,于是将称为“量子效率”, 称为“量子产率”。后来,为了避免混淆,人们便在将两个和式中的分子与分母中各除以时间 t ,这样分子与分母都转变为速率的概念,于是便有了下面定义式 这样,不论是用反应物的减少或是某产物的增加来表示整个反应速率,计算出和的结果是一样的。对上述HI(g)的光解反应,计

28、算出和都等于1。本题反应物与产物的计量系数都是1,故用和原来的定义式解题更方便。例7-26 某反应在催化剂存在时,反应的活化能降低了,反应的温度为 625.0 K , 又测得反应速率系数增加为无催化剂时的 1000 倍, 试结合计算结果,讨论该反应使用催化剂后,反应速率系数增加的倍数问题。解 有催化剂时,无催化剂时,所以 讨论:当指前参量A 相同时而实际上,可见由于加入催化剂,活化能降低,有望使反应速率增加到3140倍,但由于指前参量A不同,在该反应中,有催化剂的反而比无催化剂的A小,故速率系数增加就打了折扣,只能增加到1000倍,根本的原因使因为催化反应与非催化反应有着完全不同的反应机理所至

29、。【点评】活化能的降低和指前参量A的升高都使反应速率系数增加。活化能由于处在阿仑尼乌斯公式中的指数位置,影响力更大。催化反应与非催化反应有着完全不同的反应机理,加入催化剂,使反应活化能降低,但由于反应途径的改变使指前参量A也发生了变化,所以,要综合考虑活化能与指前参量A共同作用对反应速率系数的影响。例7-27 在催化反应中,催化剂的用量可以任意的,当催化剂用量较少时,在相同的反应条件下,反应速率与催化剂用量成正比,速率系数与催化剂浓度之比称为比催化活性(或催化系数),下列数据是686.2K时, 浓度的葡萄糖在各种不同浓度盐酸中催化分解得到的: 用作图法求氢离子的比催化活性(催化系数)。解 催化

30、系数为,以对作图,其斜率为 即是催化系数值。【点评】速率系数与催化剂浓度之比称为比催化活性(或催化系数),有了这一定义及表中的系列数据,很容易求出催化系数。由于是一系列实验数据,自然采用作图法,通过求斜率得到的催化系数值更为精确。例7-28 蛋白酶催化3-苯丙酸甲酯的水解反应,实验测得在 25,pH=7.6,糜蛋白酶浓度恒定的情况下,水解的初速率r0与底物初浓度Cs,0 的关系如下表: 30.8 14.6 8.57 4.60 2.24 1.280.32 20.0 17.5 15.0 11.5 7.5 请求出米歇尔斯(米氏)常数 和反应最大速率 解 机理 变形 以对作图,列表计算 作图得直线斜率

31、 截距两式相除 得 【点评】对于有一系列实验数据的题目,采用作图法可以得到较准确的结果。本题中关键的式子 也可从另一个式子推导出如下:因为 将其改写为 ,本题目给的条件是水解的初速率r0与底物初浓度Cs,0 的关系,故该式子变为 ,把等式两边同乘,并将代入,再变形即得到本题的关键式子 。五、练习题7-1 化学反应,其速率方程,求反应半衰期与反应物A起始浓度的关系。 7-2 请证明对理想气体体系的n级简单反应,其速率系数表达式为 。7-3 有某种抗菌素注入人体后,在血液中的浓度随时间的变化规律服从简单动力学规律。实验测定不同时间(h)与对应药物(A)在血液中浓度-3),结果列表如下t/h 4 8

32、 12 16 0.48 0.31 0.24 _ (1) 求37时的反应速率系数.(2)若该药在血液中浓度降到起始浓度1/2以下时就需要补打第二针,求注射第二针时需所间隔的时间;此时血液中药物的浓度为多少? (1)-1;(2);10-2gdm-37-4 双光气分解反应C1COOC132COC12为一级反应,将一定量双光气迅速引入一个553K的恒容容器中,751s后测得体系压力为2710Pa,经很长时间反应终了时,测得体系压力为4008Pa,求其速率系数。 5.8 10- 4 S-17-5研究异丁烯在酸性条件下水合反应为异丁醇时,可以用膨胀计测定反应体系体积的变化,现在25时有以下数据,并已知反应

33、为一级反应。求其速率系数.编号 1 2 3 4 5 .时间t/min 0 10 20 30 40 ._膨胀计测定值_ 0.01423 min-17-6许多催化剂都能使H2O2分解,已知H2O2水解为H2O和O2为一级反应,试求出H2O2在恒温恒压下在催化剂作用时分解的速率系数k与生成O2体积间的函数关系。 7-7 氯代甲酸三氯甲酯热分解为气相反应 ClCOOCCl32COCl2实验证明反应半衰期与反应物起始压力无关。若将一定压力的氯代甲酸三氯甲酯迅速引入一容器中,容器始终保持553K,在第454s时测得容器压力为2476Pa,经极长时间后,压力为4008Pa。求:(1)反应速率系数k与半衰期;

34、(2)10min后容器中各种物质的分压。 (1)10-4 s-1,1172s;(2) pA=1405Pa,pB=1198Pa 7-8 N2O5分解为一级气相反应 N2O5N2O4+O2,反应开始时只有N2O5。(1)现在容器中,测得某温度下,不同时刻的总压如下表:t/s 0 223 463 703 943 1303 P总/kPa 88.2 _求此温度下的速率系数。(2) 现在容器中,测得同样温度下,不同时刻体系压力的变化值如下表:t/s 0 223 463 703 943 1303 P/kPa 12.7 22 .4 29.0 33.6 38.1 44.1 求此温度下的速率系数。 (1)10-3

35、s-1;(2)10-3s-1 7-9 323K时有机物A的酸催化水解反应速率方程为,实验证明当pH 一定时,半衰期t1/2与A的初浓度无关,测定已知,当pH=5时,t1/2 = 69.3min; pH=4时,t1/2,求(1)速率方程的表达式;(2)323K时的速率系数k;(3)在pH=6和pH=3时,若A水解70%,所需的时间比为多少? (1) ; (2)1000; (3)10007-10某反应2A+3B = P为二级反应。(1)请写出反应速率积分表达式;(2)若知在时,k010-4mol-1dm3s-1-1dm-3,其中A与B物质的量之比为1:4,求lh后,A,B,C,三种物质量之比为多少

36、?;(2) 20.6:87.8:17-11 300K及定容下,某气相反应A+BC,实验测得速率方程,若反应开始时,总压为200kpa;反应进行到第10min时,总压为150kpa,求(1)该温度下速率系数、。(2)1h后总压为多少? (1) =110-3kPa-1min-1;(2)114.3kPa7-12 碘化氢生成反应H2+ l2 2Hl,速率方程为,若在442时,速率常数k=7.910-2mol-1dm3s-1,求在以下两种情况下在每dm3容器中,30s后生成Hl物质的量及氢气和碘的浓度各为多少?(1)在容积固定的反应器中引入均为50kpa的氢气和碘蒸气。(2)在反应器中引入氢气和碘蒸气的

37、物质的量之比为9:1,且总压为100kPa。 (1)10-3moldm-3;(2)10-2moldm-3;10-3moldm-37-13 某气相反应A + 2B D,对A为0.5级,对B为1.5级。300K时,若A与B按1:2投料,反应器总压为,在20min后,A的分压为,求再过30min后各种物质的分压?;7-14 气相反应2NO+2H2N2+ 2H2O,在某温度下以等摩尔比的NO和H2混合,气体在不同初始压力下的半衰期如下:/kPa 50.0 45.4 38.4 32.4 26.9 t1/2/min 95 102 140 176 224_求反应的总级数n。 n 7-15 某反应A+B C速

38、率方程为,测得实验数据如下:实验序号1 2 3 4cA,0/moldm-3cB,0/moldm-3t/h5.15 11.20 1000 500cA,0/moldm-3求对A和B的分级数、及速率系数k。 k;=1;=17-16 主副反应均为二级的平行反应 A + B 若它们的活化能分别为E1和E2,求平行反应活化能Ea与基元反应活能E1、E2间的函数关系。 7-17 气相反应A 在恒温恒容下进行,开始投料时只有A存在,cA,0=1moldm3,若k 1 min-1,k2 min-1,k3-1,k43mol-1min-1求反应进行足够长时间后,容器中物质的浓度各为多少? 7-18 1-1级的对峙反应A B在370K时, k1=10-2 min-1,k-110-3 min-1dm-3的反应物A,半小时后,A与B的浓度各为多少? cA10-;cB10-3 7-19 生物体中超氧岐化酶(E)将有害的O2-变为O2,反应 2 O2- + 2 H+ O2 + H2 O2设反应机理为(1) E + O2- E-+ O2 (2) E -+ O2- E + H2 O2若将E-视为中间物自由基,E的起始浓度CE,0,且k 2 = 2 k 1。求反应级数及反应速率系数。 n =1; k = cE,07-20 丙烯加成反应CH3CH=CH2(A)+ HCl(B) CH3C

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