物理化学各章测试体

1、第九章化学动力学题1反响2At P是二级反响，A消耗1/3的时间和消耗掉 2/3的时间相差9秒，求反 应半衰期。题2A和B之间发生的反响为二级反响，反响速率系数k与温度T具有关系37284.4ln(k/dm3 mol J min)27.383T /K 计算该反响的活化能。 在283K时，假设A和B的初始浓度均为 0.006 mol dm-3，求反响的半衰期。-5-3-1“U0 = 1.00 X0 mol dm s , 1题3某液相反响在温度 T时为一级反响，初始速率 小时后的速率为3.26 XI0-6 mol dm-3 s-1。试求速率系数kT = ?反响的半衰期t2 = ?初始浓度C0 =

2、?题4氧乙烯的热分解为一级反响，在378C半衰期为363min，在480C半衰期为262min ,求378 C和480 C分解75%所需的时间及活化能。题5今有气相反响2A(g) t 2B(g)+C(g)，此反响的半衰期与反响物A(g)的起始压力成反比。实验测得：在温度 900K时，反响物A的起始压力为39.20kPa，所对应的半衰 期t2(900K)为1520s;温度为1000K时，反响物 A的起始压力为 48.00kPa时，半衰期t2 (1000K)为 212s。计算上述反响在 900K与1000K下的速率系数k。在1000K下，将反响物A(g)放入抽空的密闭容器中，起始压力为53.33k

3、Pa,试求当系统总压达64.00kPa时所需的时间。在某温度T下，将反响物A(g)放入抽空的密闭容器中，起始压力为53.33kPa,当系统总压达64.00kPa时所需的时间为100s，求此反响温度为多少度？题6.反响2A+B 2t2AB的速率方程为:dCABdt-kCA CB2假定反响机理为:A+B2 k1,Ei_. AB+BA+b k2,E2_； AB2B k3,EJ B2并假定：k2>>k1>> k3(1) 请按上述机理，引入合理近似后，导出速率方程；并证明(2) 导出表观活化能Ea与各元反响活化能的关系；dCB21 dCABdt = 2dT(3) 假定表观活化能为

4、114.86kJ?mo1,并600K时，当反响物的初始浓度Ca,o = 2.00mol?dm-3； c(B2)o=1.OO >10-4mol?dm-3，测得 B2 的半衰期为 3.00min，请计算在 400K，当CA,o=0.400mol?dm-3, c(B2)o=0.200mol?dm-3,使 B2转化百万分之一需多少时间?答案1xA1.题解:对二级反响t aTk2a1- Xa11/31 1A消耗掉1/3的时间t1/3二k?a1-1/32 k?a12/31A消耗掉2/3的时间t2/3 -=2 1k2a1-2/3k2a由题意得t2/3 _t2/3 =(2冷)139s2k2a 2k2a1

5、所以t1/2 = 6s1/2 k?a1 1 12. 题解:(1) Ea = 7284.4K 8.314 J mol- K- = 60.562 kJ mol-(2) ln(k/dm3 mol J min)=一 7284.427.383 二 1.643283-3-1-1k (283K)= 5.171 dm mol min1 1所以 t1/2311= 32.23mink?a 5.仃 1dm mol min x 0.006mol dm3. 题解: 由一级反响速率方程 ut= kT ct知：初始速率U0 = 1.00 W-5mol dm-3 冷-1 = kT C0(a)-6-3 -11 小时后的速率ut

6、 = 3.26 10 mol dm s = kT ct(b)由式(a), (b)联立： “二吐二 0.326CoUo又 t = 1h = 3600s，由Cl =e"kTt 得：kT = 3.11 SV。 S-229 1°3s将kT沁1代入式得：初始浓度co唱=0.032伽。54.题解:因为对一级反响t1/2ln2，所以(tl/2 )1(t1/2 ) 2kA,2k A,1于是有(t1/2)1 ln(t1/ 2 )2k A , 1EaRkA将(ti/2)i = 363min , Ti = 651K ; ( ti/2)2 = 262min , T2 = 753K 代入上式得 Ea

7、=13.028kJ mol-1。在378C分解75%所需的时间为 2X363min =726min ;在480C分解75%所需的时间2 X262 min = 524min 。15.题解:根据题给条件，反响为二级反响，故ti/2。900K时，k(900K)=kpA,o1.68 氷0-5 kPa-1 s-1； 1000K 时，k(1000K)=9.83 X10-5kPa-1 s-1。2A(g) t 2B(g) + C(g) t = 0 时：Pa,000t = t 时：Pa,0 - pxpxPx/2Pa,0 = 53.33kPap 总=(pa,0 - px) + px + px/2 = pa,0 +

8、px/2那么有 px = 2 (p 总-53.33 kPa) =21.34kPa而pA = ( pA,0 - px) =(53.33-21.34)kPa =31.99kPa。在 1000K 下，丄二 kt ，那么pApA,0=127.25sPa,o Pa 53.33kPa -31.99kPaPa,oPak 53.33kPa 31.99kPa 9.83 10kPa s' 首先求活化能Ea与k(T):因为是二级反响，所以有k(T) +(1一1"蛊53)"25 10kPa 1再根据阿仑尼乌斯方程：有"器務啟十亍)，代入数值;,9.83 10'kPasJE

9、a,11 、In5i 1()1.68 10 kPa s &314J mol K J 1000K900K1解得：Ea=132.20kJ mol-。再由%(爲吐(T即 ln1.25 10：kPa : s：132200J mol (丄一，得9.83 10 kPa s 8.314J mol K T 1000KT = 1015K。6题解(1)dcABdt-k1CACB2k2cAcdCBdt-ktCACB2 _ k?CACB - 2k3cbd c因k2>>k1，对B应用稳态近似法 B = 0 ,故由式(b)得dtk1 CA CB2/CaCb -2k3C； =0(b)(c)因k2>

10、>k1, B为活泼中间物,Cb应很小，又因k2>>k1>>k3，式(c)最后一项可略去，那么将(d)代入(a)得其中k1 cacb2dCAB-k2CA CB = 02k1CA Cb2 = kCA Cb2dtk = 2k1dCB22k1 CA CB2 - k3CB dt同理，因Cb小，且k1>>k3,上式右端第二项略去，那么dCB2k1cAcBdtB2比拟式(e)与(h)得到dCB21 dCAB(2)由式(f )，dt 2 dtdlnk dlnk1那么旦dTdTRT2E1RT2(d)(e)(f )(g)(h)(j)(k)所以Ea = E1。dCB2dt=

11、 kiCACB2 = kiCA,oCB2，那么对 B2 为假一级反响。所以t1/2ki(600K)ln2' 。k1 CA,0ln2t1 /2CA,0ln2由式(k): Ea k& 1再由ln "kA ,2= 114.86kJ minw=0.1155mol" dm3 min 3.00min 2.000mol dmJIn0.1155mol,1 1、()求 ki(400K)，即R T2 T1k1 (400K)d31dm min解之得 k1(400KH 1.155 10*dm31当 CA,0 - 2cB2,0，那么 CB2- CB2,0 - 2 (CA,0(114.86 103J molJ) (400K-600K)(8.314J mol JK J) 600K 400KJn