无机化学-第七章例题

第七章化学动力学根底例题例7-1：N2+3H2=2NH3起始浓度/〔mol·L-1〕1302秒后浓度/〔mol·L-1〕0.82.40.4，求解各物质的平均反响速率。解：例7-2：N2O5的分解反响:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)，在340K测得实验数据为：t/min012345c(N2O5)/(mol·L-1)1.000.700.500.350.250.17求反响在2分钟内的平均速率及1分钟时的瞬时速率。解：〔1〕求平均反响速率〔2〕求1分钟时的瞬时反响速率〔作图法，图见下页〕例7-3在碱性溶液中，次磷酸根离子〔H2PO2-)分解为亚磷酸根离子〔HPO32-〕和氢气，反响式为H2PO2-(aq〕+OH-=HPO32-(aq)+H2(g)。在一定温度下，实验测得以下数据：试求：(1)反响级数；〔2〕速率常数k；解：(1)设该反响的速率方程为r=kcm(H2PO2-)·cn(OH-)r1=k(0.10)m·(0.10)n=5.30×10-9r2=k(0.50)m·(0.10)n=2.64×10-8r3=k(0.50)m·(0.40)n=4.25×10-7m=1n=2该反响的速率方程式为：r=kc(H2PO2-)·c2(OH-)(2)求速率常数k〔取平均值〕。例7-4：利用速率方程式进行计算一级和零级反响的半衰期。解：(1)设某个一级反响为：A=P在(c0~c),(t0~t)区间取定积分：当c=c0/2时，对于t=t1/2，即反响进行一半所需的时间，称为“半衰期”,t1/2可求得。得知：一级反响的特征是半衰期与起始浓度无关。(2)设某个零级反响为：A=P例7-5：放射性6024Co〔半衰期t1/2=5.26a〕发射的强辐射广泛用于治疗癌症〔放射疗法〕。放射性物质的放射性活度以Ci〔居里〕为单位表示。某医院购置了一个含20Ci的钴源，在10年后，放射性活度还剩余多少？〔一级反响〕解：即放射性活度还剩余5.355Ci例7-6：在301K，鲜牛奶4小时变酸，但在248K冰箱内牛奶可保持48小时才变酸，设在该条件下牛奶变酸的反响速率与变酸时间成反比，估算该条件下牛奶变酸的活化能。解：T2=301K，T1=248K；t2=4h，t1=48hEa=45kJ·mol-1例7-7：PH3(g)+B2H6(g)=H3P+BH3(g)+BH3(g)，当活化能为48kJ·mol-1，假设测得298K反响的速率常数为k1，计算速率常数为2k1时的反响温度。解：Ea=48kJ·mol-1k2=2k1T1=298KT2=309K例7-8：反响机理的探讨：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)，其反响历程为：求解该非基元反响的速率方程为解：〔1〕平衡假设法因为步骤③的速率慢，致使可逆快反响①和②始终保持着正逆反响速率相等的平衡状态。得到(2)稳态近似法快反响①生成中间产物N2O2，快反响②和慢步骤③消耗中间产物N2O2，可以近似的认为c(N2O2)是稳定不变的。得到例7-9：解释现象：2HI(g)→H2(g)+I2(g)，温度443K，浓度为1×10-3mol·L-1的HI，分子碰撞次数3.5×1028次·L-1·s-1。假设每次碰撞发生反响，其速率可达3.8×104mol·L-1·s-1，但实际反响速率为6×10-9mol·L-1·s-1。答：千万次碰撞中仅少数碰撞能反响。附图：活化能与活化分子数关系示意图本章小结一、化学反响速率二、浓度对反响速率的影响基元反响r=kca(A)cb(B)