化学动力学－习题课-20140505-考研试题资料系列

1、化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列(物理化学）动力学习题化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列解：例1、某金属钚的同位素进行放射，14d后，同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的：(1) 蜕变常数，(2) 半衰期，(3) 分解掉90%所需时间。化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列 例2、某药物分解为一级反应，当它分解30%即告失效。已知该药物样品的初浓度为5.010-3kgdm-3，在室温下放置20个月后浓度降为4.210-3kgdm-3，求该药物的使用有效期为多少？解： 将已知数据代入一级

2、反应速率方程：有效期：化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列例3、溴乙烷的分解为一级反应，已知该反应的Ea=229.3kJmol-1，在650k时的速率常数k=2.1410-4s-1。现在要使该反应的转化率在10min时达到90%，试问此反应的温度应控制在多少？化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列解：根据已知的Ea和温度值，先求出指前因子A对一级反应：代入x = 0.9, t = 600s和A的数值，算得T = 698K，即欲使此反应在10min内转化90%，温度应控制在698K。化学动力学习题课-2014050

3、5-考研试题资料系列例4、设有反应A+2BP，A保持大大过量，测出B的浓度随时间的变化如下:实验序号t/min() CA,0 = 0.50moldm-3() CA,0 = 0.25moldm-3001.00*10-31.00*10-3140.75*10-30.87*10-3280.56*10-30.75*10-33120.42*10-30.65*10-34160.32*10-30.56*10-3试求反应级数。化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列 ，因CA = CA,0 ，所以解：设可见=1，同理，用第()数据也可以证明可见=1，并得到(a) 积分法：利用第(I)组数计算结果见下

4、表化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列(b) 半衰期法：分析题中第(II)组数据，CB从1.010-3到0.8710-3moldm-3即转化掉13%时需4min，从0.8710-3moldm-3转化掉13%时，CB=0.87 0.8710-3moldm-3=0.76moldm-3，也需要4min；从0.6510-3moldm-3转化掉13%时， CB=0.5610-3moldm-3，也需要4min。由此可见，B转化掉的分数与B的初始浓度无关。根据这是一级反应的特征，分析第(I)组数据时，也可看到这一点，所以 = 1。化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列得=1，因

5、此该反应的速率方程为r = k CA CB反应速率速率常数化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列 例 5、 气体1, 3 -丁二烯在较高温度下能进行二聚反应：将1, 3-丁二烯放在326 的容器中，不同时间测得系统的总压 p 如下：试验开始时(t = 0)，1, 3 -丁二烯在容器中的压力是 84.25 kPa。试求反应级数及速率常数。 化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列 解 ：尝试法得: pA= 2p - pA,0将不同时间1,3-丁二烯的分压 pA按0, 1, 1.5, 2 级反应的线性关系作图，可见 1/pA t 呈很好的直线关系，因此该反应为二级反应。t

6、=0 pA,0 0p0 = pA,0t=t pA 1/2( pA,0 - pA)p =1/2 (pA,0+ pA)化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列 速率方程为： 由直线的斜率得:化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列解：半衰期法按前述步骤计算不同反应时间1,3丁二烯的分压，并作 pAt 图。pA= 2p - pA,0化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列回归直线的斜率为 -1.10，因此反应级数为 n = 2.10 2。lnt1/2 lnpA,0 作图为直线，斜率为(1-n)。化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列测得反应开始时，容

7、器内总压为 3.36 kPa，反应进行 1000 s 后总压降至 2.12 kPa。已知 A(g)、B(g) 的反应分级数分别为 0.5 和 1.5，求速率常数 kp,A、kA 及半衰期 t1/2 。例6 、 400 K时，在一恒容的抽空容器中，按化学计量比引入反应物A(g) 和B(g)，进行如下气相反应：化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列解：以反应物 A 表示的基于分压的速率方程为积分式化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列反应的计量关系如下：0t = 1000 s 时,化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列化学动力学习题课-20140505-考

8、研试题资料系列基于浓度表示的速率常数为:半衰期：化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列试求：(1) 反应级数和不同温度下的速率常数； (2) 实验活化能 Ea值； (3) 若1030K时, N2O(g) 的初始压力为54.00kPa, 当压力达到64.00kPa 时所需的时间。 例7. N2O(g)的热分解反应 2N2O(g)= 2N2(g)O2(g)。从实验测出不同温度时，各起始压力与半衰期值如下 ：反应温度 T/K初始压力p0/kPa半衰期 t1/2/s967156.78738096739.197152010307.0661440103047.996 212化学动力学习题课-

9、20140505-考研试题资料系列 反应级数的测定法：积分法、微分法、半衰期法以及改变物质数量比例的方法。 解：(1) 反应级数和不同温度下的速率常数：半衰期法： (书P178)反应温度 T/K初始压力p0/kPa半衰期 t1/2/s967156.78738096739.197152010307.0661440103047.996 212得 = 2，为二级反应化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列t1/2 = 1/(k2a) 牢记：零级、一级、二级反应速率方程的定积分式、浓度t 线性关系、半衰期t1/2表达式、速率常数k的单位！(书P175表格)对于a = b的二级反应，单位？浓

10、度-1时间-1化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列(2) 实验活化能 Ea值：根据Arrhenius公式， 指数式：已知温度T1、T2下的速率常数k1、k2，可求活化能Ea。定积分式：化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列(3) 若1030K时, N2O(g) 的初始压力为54.00kPa, 当压力达到64.00kPa 时所需的时间： 2N2O(g) 2N2(g) O2(g) t=0 p0 0 0 t=t p0-p p (1/2) p 设：N2O压力变化量为pp总 = p0 + (1/2)p = 64.00kPap0 = 54.00kPa， p = 20kPa a

11、 = b的二级反应，t=110.8 s总压力化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列 例 8、 实验表明气相反应2N2O5 = 4NO2+O2的速率方程为 = kN2O5，并对其提出了以下反应机理： N2O5 NO2+NO3 NO2+NO3 NO+O2+NO2 NO+NO3 2NO2k1k-1k2k3试应用稳态近似法推导该反应的速率方程。化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列 解：选择产物 O2生成速率表示反应的速率 对中间产物 NO3 应用稳态近似：得：化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列 再对上式中的中间产物 NO 应用稳态近似：得：代入NO3表达

12、式，得：化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列例9. 乙烯丙烯醚受热重排成丙烯乙醛的反应，在 150-200间： kr= 5.01011exp(-125400 (Jmol-1) / RT) (s-1)试求： (1) 活化焓 Hm ； (2) 活化熵 Sm已知：玻耳兹曼常数 k = 1.380610-23 JK-1，普朗克常数 h = 6.626210-34 Js。化学动力学习题课-20140505-考研试题资料系列解：(1) 活化焓 Hm ：凝聚相： 理想气体：活化焓 Hm活化能Ea已知：kr= 5.01011exp(-125400 (Jmol-1) / RT) (s-1)指前因子A = 5.0 1011活化能Ea = 1254