物理化学第六章习题

P228-3某溶液含NaOH和CH3CO2C2H5，浓度均为0.0100mol·dm-3。在308.2K时，反应经600s后分解55.0%，已知该皂化反应为二级反应。在该温下计算，(1)反应速率常数(2)1200s后能分解多少。(3)分解50.0%的时间。解:反应为：NaOH+CH3CO2C2H5

CH3CO2Na+C2H5OH第六章习题-1-(1)反应速率常数为:1/cA=1/cA,0+kt反应为二级反应反应可近似为恒容反应，cA=cA,0(1-xA)k=1/t(1/cA-1/cA,0)=xA/[tcA,0(1-xA)]=0.550/[6000.0100(1-0.550)]=0.204dm3.mol-1.s-1(2)1200s后分解:xA

=1/(1+1/(ktcA,0)]=1/[1+1/(0.20412000.0100)]=0.71=71%-2-(3)分解50.0%的时间:t1/2=1/(kcA,0)=1/(0.2040.100)=490s-3-P228-6某零级反应AC+D开始时只有反应物且浓度为0.1mol·dm-3，反应600s后反应物的浓度为0.05mol·dm-3，试求速率常数k和反应的完成时间。反应为零级反应解:cA=cA,0-kt(1)反应速率常数为:k=(cA,0-cA)/t=(0.10-0.05)/600=8.33310-5

mol.dm-3.s-1(2)反应完成时间为:t=(cA,0-cA)/k=(0.10-0.0)/8.33310-5

=1200s-4-P229-9乙醛热分解是不可逆反应，在518C和恒容下的实验结果见下表，试求乙醛分解反应的级数和速率常数。CH3CHO(g)CH4(g)+CO(g)初始压力(纯乙醛)100s后系统总压0.400kPa0.500kPa0.200kPa0.229kPaCH3CHO(g)CH4(g)+CO(g)解:t=0pA,000p总=pA,0t=100pA

pA,0-pA

pA,0-pA

p总=2pA,0-pA有：pA=

2pA,0-p总-5-反应级数可以用积分法确定:设反应为1级，ln(pA/pA,0)=-kt则

k=ln(pA,0/pA)/t=ln[pA,0/(2pA,0-p总)]/t

代入数据：

k1=ln[0.400/(20.400-0.500)]/100=0.00288s-1

k2=ln[0.200/(20.200-0.299)]/100=0.00157s-1速率常数相差大，否定为一级反应。-6-设为2级反应：pA-1=pA,0-1+kt则

k=(pA-1-pA,0-1)/t=[(2pA,0-p总)-1-pA,0-1]/t

代入数据：

k1=[(20.400-0.500)-1-0.400-1]/100=0.00833kPa.s-1

k2=[(20.200-0.299)-1-0.400-1]/100=0.00848kPa.s-1速率常数非常接近，可认为是二级反应。

k=1/2(k1+k2)=0.00841kPa.s-1-7-P229-11已知反应A+2BC的速率非常为u=kcAacBb。反应速率与浓度的关系见下表：试求反应级数和速率常数。cA.0/(mol.dm-3)0.1cB.0/(mol.dm-3)0.1u0/(mol.dm-3.s-1)0.0010.20.10.0020.10.20.004-8-解:将实验数据代入速率方程0.001

=k(0.1)a(0.1)b0.002

=k(0.1)a(0.2)b0.004

=k(0.2)a(0.1)bk

=1dm6.mol-2.s-1

a

=2；b=1；反应级数为

a+

b=3-9-P229-12某化合物的分解是一级反应，其反应活化能Ea=163.3kJ·mol-1。已知427K时该反应速率常数k=4.310-2s-1，现在要控制此反应在20min内转化率达到80%,试问反应温度应为多少？解:k=ln(cA,0/cA)/t反应为一级反应，反应可近似为恒容反应，cA=cA,0(1-xA)k=-ln(1-xA)/t=-ln(1-0.8)/(2060)=0.001341s-1-10--11-P229-15某药物分解30%即为失效，若放置在3℃的冰箱中保质期为两年,某人购回此新药物，因故在室温(25℃)下搁置了两周，试通过计算说明此药物是否已经失效？已知该药物分解百分数与初始浓度无关，且分解活化能Ea=130.0kJ·mol-1。解:k=ln(cA,0/cA)/t由于该药物分解百分数与初始浓度无关，故反应为一级反应，反应可近似为恒容反应，cA=cA,0(1-xA)t/k=-ln(1-xA)=常数t1/t2=k2/k1