校园网-万洪文《物理化学》教材习题解答.pdf

第七章 基元反应动力学 练 习 题 7-2 基元反应 ,2A(g)+B(g) ＝＝ E(g),将 2mol 的 A 与 1mol 的 B 放入 1 升容器中混合并反应 , 那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是多少？ : 解： [A]:[B]= 2:1 , 反应物消耗一半时 [A]=0.5[A]0 ,[B]= 0.5[B]0 , r = k[A]2 [B] r : r0= 1 : 8 7-3 反应 aA==D ，A 反应掉 15/16 所需时间恰是反应掉 3/4 所需时间的 2 倍，则该反应是 几级。 解： r = k[A]n , n=1 时 t = ln ([A]0/[A])/k , t (15/16) : t (3/4) = ln16/ ln4 = 2 7-4 双分子反应 2A(g) B(g) + D(g), 在 623K 、初始浓度为 0.400mol dm －3 时,半衰期为 105s, 请求出 (1) 反应速率常数 k (2) A(g) 反应掉 90%所需时间为多少 ? (3) 若反应的活化能为 140 kJ mol-1, 573K 时的最大反应速率为多少 ? 1 解： (1) r = k[A]2 , t 0.5= 1/(2 k[A]0) , k = 0.012dm3mol-1s-1 (2) 1/[A] – 1/[A]0 =2 k t , t = 945 s (3) ln(k/k ’ )=(Ea/R)(1/T ’-1/T) , 573K 时 k = 0.00223dm3mol-1s-1, 最大反应速率 rmax = k[A]02=3.6 ×10－4 moldm-3s-1. 7-5 500K 时气相基元反应 A + B = C ， 当 A 和 B 的初始浓度皆为 0.20 mol dm-3 时，初始 速率为 5.0× 10-2 mol dm-3 s-1 (1) 求反应的速率系数 k ； (2) 当反应物 A 、B 的初始分压均为 50 kPa （开始无 C ），体系总压为 75 kPa 时所需时间 为多少？ 解： (1) r0 = k[A]0 [B]0 , k =1.25 dm3 mol-1 s-1 (2) p0(A) = p0(B) , r = kp p (A) 2 , p =2 p0(A) - p (A) , p (A)= p0(A)/ 2 , kp = k/(RT) , t1/2 =1/[ kp p0(A) ] = 66 s 7-6 已知在 540― 727K 之间和定容条件下，双分子反应 CO （g ）+ NO2 （g）→ CO2 （g ） +NO （g ）的速率系数 k 表示为 k / (mol-1 dm3 s-1) = 1.2 ×1010exp[Ea /(RT)] ，Ea= -132 kJ mol-1 。若在 600K 时， CO 和 NO2 的初始压力分别为 667 和 933Pa，试计算： 2 (1) 该反应在 600K 时的 k 值； (2) 反应进行 10 h 以后， NO 的分压为若干。 解： (1) T =600K 时的 k=0.0386 dm3mol-1s-1 值 (2) kp = k/(RT) =7.75 ×10-9 Pa s-1 , NO 的分压为 p ; ln{[ p0,B (p0,A- p)]/[ p0,A (p0,B- p)]}/( p0,A- p0,B)= kt ; p=142Pa 7-7 N2O （g）的热分解反应为 从实验测出不同温度时各