动力学习题课剖析.ppt

动力学习题课 * * 在某反应A→B+D中, 反应物A的初始浓度为1mol·dm-3 ,初速率为0.01mol·dm-3·s-1,如果假定该反应为（1）零级， （2）一级，（3）二级反应，试分别计算各不同级数的速 率常数kA和半衰期t 1/2 。 解：已知：t=0时cA0=a =1mol·dm-3, rA0 = 0.01mol·dm-3·s-1 (1) 零级反应 因为rA = kA ， 所以t=0时rA0 = kA = 0.01mol·dm-3·s-1 练习1 所以半衰期为 （2）一级反应 因为rA = kA cA ， t=0时rA0 = kA cA0 所以kA = rA0/ cA0= 0.01 s-1 =69.3s (3)二级反应 因为rA = kA cA2 ， t=0时rA0 = kA cA02 所以kA = rA0/ (cA0)2= 0.01 mol·dm-3· s-1 =100s 练习2 某反应物初始浓度为0.1mol·dm-3 时，反应掉7/8所需时间是它反应掉3/4所需时间的7/6倍，求该反应的反应级数。 零级反应 已知气相反应 2A + B ?2Y 的速率方程为 将气体A和B按物质的量比 2：1 引入一抽空的反应器中，反应温度保持400 K。反应经10min后测得系统压力为 84 kPa，经很长时间反应完了后系统压力为 63 kPa。试求： （1）气体A的初始压力pA,0及反应经10 min后A的分压力pA； （2）反应速率系数kA； （3）气体A的半衰期。 练习3 t=0 pA,0 pA,0 /2 0 t=10min pA pA /2 pA,0－pA t=∞ 0 0 pA,0 =63kPa 2A + B ? 2Y t=10min p总=pA,0+ pA /2 = 84 kPa pA = 42 kPa 练习4 N2O5在惰性溶剂四氯化碳中的分解是一级反应: 分解产物NO2和N2O4都溶于溶液中, 而O2则逸出, 在恒温恒压下用量气管测定O2的体积, 以确定反应进程. 在40℃时进行实验. 当O2的体积为10.75ml时开始计时(t= 0). 当t=2400s时, O2的体积为29.65ml, 经过很长时间N2O5分解完毕(t=?)时, O2的体积为45.50ml. 试根据以上数据计算此反应的速率常数和半衰期. 测定气体产物的体积比测定反应物的浓度更方便. 应先找出反应前后的 N2O5 浓度与 O2 体积之间的关系: 练习5 等容气相反应A?Y的速率系数k与温度T具有如下关系： ( 1 ) 计算此反应的活化能； ( 2 ) 欲使A在10min内转化率达到90%，则 反应温度应控制在多少？ 解：⑴已知公式与下式对比 练习5 等容气相反应A?Y的速率系数k与温度T具有如下关系： (2) 求T，t=10min，转化率y=0.9 练习5 等容气相反应A?Y的速率系数k与温度T具有如下关系： 反应 2NO(g) + O2(g)== 2NO2(g) 的反应机理为： 2NO N2O2 ； N2O2 2NO ； O2 +N2O2 2NO2 。 试分别用平衡态处理法与稳定态处理法建立总反应的动力学方程式。 练习6 解：按平衡态处理法： ； ； 按稳定态处理法 练习7 某一级平行反应如下所示： A Y（主产物） Z （副产物） （1）若副反应可忽略，800K时A反应掉一半所需时间为138.6s,求A反应掉99%所需时间； （2）若副反应不可忽略（以下各问同此条件），800K时，求A反应掉99% 所需时间为837s；求(k1+k2) (3)若已知800K时，k1=4.7×10-3s-1，求k2及产物分布CY/CZ (4) 若800K时两反应的指前因子相同，