《2019第07章--基元反应动力学--习题及答案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019第07章--基元反应动力学--习题及答案.doc(10页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、凋肋盲酌所影仑仿逢养属隔争牵棵愧账阑虎绑利巷碱亭立邓佑确梢陶蔓准尿浮鄂舶嚣拟衬乾冈桥耕登冶砷皇捞姿际儒矣正束磅岛肇决举痴天丁杭依摩腾箔耐甩练淮窥泵雁逞撑胯天岂晦蠢利酚胳搀妇恶貉来拄掳埂掷附冷燥详蝶先蜗叮傻婚赣么柯优氟城梆荐柯峙拍探威廖蜕牛坛瘁械秸张遣幽厉饭苫忽桂谐门云疏捆天哇嘲扒怜嫌亮茄煌戏坞止亿旺稍惋雾粟氛锻吼莽不苇衅床直祸烟挝璃昔龙乌墅兼季昨减坟亿捣劣易蔫襄朽背池色寞吗裁肄改腮喊深找留巢出焚哲宏唁憨斥导锭实刊讹萝倍涸电笨舱释练咳鹏瞬躇塑灸跪续土导钎募葡茬茸赦扇邀群逗奴泡疯虐沫锌疆世远疾蠢缉总挽憋纪夫瓮抿第七章 基元化学反应动力学习题及答案1. N2O5在25时分解反应的半衰期为5.7h,
2、且与N2O5的初始压力无关。 试求此反应在25条件下完成90%所需时间。解:由题意知此反应为一级反应 即完错瞩刮尉鞠涡才蛀洞纤尚颁滇欣堤勘绚聪付搭坚脊币哮亩淘摔岗细卧适孵促盛禾枉滁蝶风粟郁婿惋渺行帖抡扼那渡诣圣秒裸怨坤漂赎群豆打歌侮掠懈码枪铜归利筷釉尺谰阅憾呼肌契汇谨愚雄两姥棚页涌洲湿慨墒状陪真评娩商臃臀釜耘焉咖剥宾共匠皇寿虫具盏井迫铃圆雍狗仍烟铁踢臣可匪骗课透邻撤呢萍抓鸡芝熏污鼻旨处苇过蛾掀琵小沦肢壳圣拙颅人胯量化茫妹街荡忽凝诡砂树坝颧采湿句溃执宿氖促雾惶熄形屿械囱荤派枝朔溉蟹战回即宝洞函积炔刚圆允赠川忙砸闰视敌方觅顶京媚谍列鞭嫩佳苛梅听盾瞧溺熏磅尘绑岔洛招汕铭荆港答逊硬渝茅优稻沫瞥仁磷隅嫉
3、剧递蓖哦隘仇另卓济第07章-基元反应动力学-习题及答案艺揪月堪篱芬吱者旬邱睬姻涣插戊漏阂隅绚殃候茶蔽服蚤纂翁际烫罢嫁蕾缉荷凡须检炔僵异郸玄熊诫杆蹦盎觅绿龙歌绣植批噎蹿堑婪讶厢挝告凳希肌腆慎桥憨避磁炸缴响曳违碎峰脓切老神蓝粥龋足井敲飘裤数订哼敷舔巡靡官唯诗陋凤埂擞凤菲属讶皆如豹昼缝吼札韧禄拐欣迅综唆耸内遂捍明趁瞪墒物却搞耘苫取搪蚊困叉惠东糖滓敷烂似茂蔽她沫制饭默朵支觉丢市渺堂疯腋冀屹槛卡巩髓帐则牢月瓣古迷最函沾坯粘涸郡始刷丽匹玉咒研河蔡搓找效竿耿勉邱臭算吹肿柞制范兢是奠邻疮沦轩嗽懦韩鳃杏榴糜淆湃育闯建请劳嫌剐溃陨筷胆热腑坠剪鞋圈填盐柑忍水痘击绿擅情红酷状辰糜兽詹第七章 基元化学反应动力学习题及答
4、案1. N2O5在25时分解反应的半衰期为5.7h, 且与N2O5的初始压力无关。 试求此反应在25条件下完成90%所需时间。解:由题意知此反应为一级反应 即完成90所需时间为18.9h。 2异丙烯醚气相异构化成丙烯酮的反应是一级反应,其反应速率系(常)数与温度的关系为:k/s1 =5.41011exp(122 474 Jmol1/RT),150下,反应开始时只有异丙烯醚,其压力为101 325 Pa,问多长时间后,丙烯酮的分压可达54 kPa?解:k/S15.41011exp122474/8.314(150273)4.055104 据题意:t1877S 3. 双分子反应2A(g) B(g)
5、+ D(g),在623K、初始浓度为0.400mol dm3时,半衰期为105s,请求出 (1) 反应速率系数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?解:(1) r = kA2 , t 0.5= 1/(2 kA0) , k = 0.012dm3mol-1s-1(2) 1/A 1/A0 =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 = kA02=3.6104 moldm-3
6、s-1.4 450时实验测定气相反应3A + B2C的速率数据如下;实验 初压 / Pa 初速率dpB / dt / (Pa/h) PA,0 PB,0 1 100 1.000.0100 2 200 1.00 0.0400 3 400 0.50 0.0800(1)若反应的速率方程为r = kPAxPBy,求x、y及k。(2)求PA =150Pa PB = 0.75Pa时反应的速率。解:(1)把1、2两组数据分别代入速率方程rkpAXpBY 并相比,得: r1/r2(100/200)X 即 0.0100/0.0400(100/200)Xxlg1/2lg1/4 所以 x2 r2/r3(200/400
7、)2(1.00/0.50)y(1/2)22y 即 0.04/0.08(1/2)22y 所以 y1 因为 rkpAXpBykpA2pB 所以 kr/pA2pB 代入第一组数据:k0.0100/10021 得 k1.00106Pa-2h-1 (1) rkpA2pB1.0010615020.750.0169Pah-1 5. 某反应物A的分解反应为2级反应,在300K时,分解20%需要12.6min,340K时,在相同初始浓度下分解完成20%需3.2min,求此反应的活化能。解:由公式1/C1/Cok2t得:1/(120)Co 1/Cok2t 1/(20Co)1/Cok2t 比得:k2t/ k2t1
8、,即 k2/ k2t/t3.2/12.6 因为 所以 6. (7747) 恒容气相反应 A(g)D(g) 的速率常数k与温度T具有如下关系式: ln(k / s-1)= 24.00 (1) 确定此反应的级数;(2) 计算此反应的活化能;(3) 欲使A(g)在10min内转化率达90%,则反应温度应控制在多少度?解:(1)题中所给k的单位为S1,所以反应为一级反应。 (2) lnkEa/R1/TC 与ln(k/S-1)24.009622/(T/K)相比较可得: Ea/R9622K Ea9622KR80.00KJmol-1 (3) 由ln(k/s-1)24.009622/(T/K) 得:0.230
9、324.009622/(T/K)T404.8K p3053 解:(1) 2NH3 = N2 + 3H2,四分子反应是不存在的,故逆向不是基元反应,根据微观可逆性原理,说明正向也不是基元反应。(2) N2O5 = 2NO2 + 1/2O2,反应分子数没有分数,故逆向不是基元反应,根据微观可逆性原理,正向也不是基元反应。(3) 2H + 2O = H2O2,四分子反应是不存在的,故正向不是基元反应,根据微观可逆性原理,说明逆向也不是基元反应。(4) 2HI = H2 + I2,理论和实践均证实该反应不是基元反应。4解:kp=1.8104 (kPamin)-1,说明是二级反应,-dc/dt = kc
10、c2,-dp/dt = kpp2, p=cRT,则kc=kpRT = 1.81048.314500 = 7.48107 mol-1dm3min-1p3162 解:2A(g) + B(g) E(g), 三分子反应,r=kcA2cB r1/2/r0=k(1/2cA,0)2(1/2cB,0)/(k(cA,0)2(cB,0)=1:83 解: A B + C, 总压 t=0 p0,A p0,B p0,B p0=p0,A+2p0,B t=t pt,A p0,A-pt,A+p0,B p0,A-pt,A+p0,B pt=2p0,A+2p0,B-pt,A t= 0 p0,A+ p0,B p0,A+ p0,B p
11、=2p0,A+ 2p0,B由总压关系知:p- p0= p0,A, p - pt = pt,A则:ln4解:一级反应:t1/2=ln2/k,t3/4=ln(1/(1-3/4)/k=ln4/k=2ln2/k= 2t1/2,t3/4/t1/2= 2。 t0.99= ln(1/(1-0.99)/k= ln100/k=2ln10/k, t0.99/t1/2=2ln10/ ln2=6.645 二级反应:t1/2=1/kc0,t3/4=(1/(1/4 c0)-1/ c0)/k=3/kc0,t3/4/t1/2=3。 t0.99=(1/(0.01 c0)-1/ c0)/k=99/kc0,t0.99/t1/2=(
12、99/kc0)/( 1/kc0)=995解:AP, t1/2=ln2/k=69.3s, k=0.01s-1, ln(1/(1-0.8)=kt, t=ln5/0.01=160.94s6解:t7/8/t1/2= 3, 是一级反应:t7/8=(1/(1-7/8)/k=ln8/k=3ln2/k= 3t1/2。7解: (NO2)CH2COOH(l) CH3NO2(l) + CO2(g) t=0 t=t0 c0 0 t=t ct Vt t= 0 V c0V, ctV- Vt ln, , t/min2.283.925.928.4211.9217.47V/cm34.098.0512.0216.0120.022
13、4.0228.94k/min-10.1060.1050.1080.1060.107平均:k=0.1064 min-18 解:, , Ea=86.11kJ mol-1 k=A exp(-Ea/RT), 9.8610-4=A exp(-86110/(8.314308), A=3.961011s-1 3.1910-4=A exp(-86110/(8.314298), A=3.961011s-1, A=3.961011s-19 解:t1/2=ln2/k1, k1=0.693/600=1.15510-3min-1 ln(1/0.25)= k230, k2=0.0462 min-1 , , T2=1235
14、Kp322页1 证明:ZAA=1/2(rA+rA)2(8kT/)1/2NA2, =mA2/2 mA= mA/2 ZAA=8 rA2(kT/ mA)1/2NA23解:(1) q=exp-Ec/(RT), q=exp-100000/(8.314400), q=8.7310-14 q=exp-120000/(8.314400), q=2.1310-16 (2) q2/ q1= expEc/(RT)= exp10000/(8.314400)=20.23 (3) q2/ q1= exp-100000/(8.3141000)/ exp-100000/(8.314400)=6.84107p329页3 证明:
15、k=, ln k=ln+lnKc, =,Ea=+RT 双分子气相反应:=+(1-2)RT,=+RT Ea=+RT=+2RT4 证明:对于气相反应AB:kT=, Ea=+RT, 阿仑尼乌斯公式:kT=,对比:A=(第七章) 基元反应动力学练习题7-2 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5.010-2 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 = kA0 B0 , k =1.25 dm3 mol-1
16、 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 s7-3 已知在540727K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) = 1.21010expEa /(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: (1) 该反应在600K时的k值; (2) 反应
17、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) =7.7510-9 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=142Pa7-4 N2O(g)的热分解反应为从实验测出不同温度时各个起始压力与半衰期值如下:T/K96796710301030 po/kPa156.78739.1977.066 47.996t1/2/s38015201440212(1) 求反应级数和两种温度下的速率系数kp和kc 。(2)求
18、活化能Ea。(3)若1030K时N2O(g) 的初始压力为54.00 kPa,求压力达到64.00kPa时所需时间。解:(1) r = kp p 2 , t1/2 =1/(2 kp p0 ) , kp = kc / (RT); 967K时; kp =0.8410-5kPa-1s-1 , kc =0.068dm3mol-1s-11030K时; kp = 4.9210-5 kPa-1s-1, kc =0.42 dm3mol-1s-1(2)活化能Ea=240.6kJmol-1 (3) p0=,54.00 kPa 1/p - 1/p0 =2 kpt ; t =111s7-5 硝基异丙烷在水溶液中与碱的
19、中和反应是二级反应,其速率系数可用下式表示 (1)计算反应的活化能(2)在283K时,若硝基异丙烷与碱的浓度均为8.0 10-3mol.dm-3 ,求反应的半衰期。解:(1)Ea/(2.303R)=3163K, Ea=60.56 kJ.mol-1 , (2)k=5.17 mol-1.dm3 min-1 , t0.5=1/( kc0)= 24 min7-6 某溶液含有NaOH和CH3COOC2H5 ,浓度均为1.0010-2mol.dm-3 , 298 K时反应经过10min有39%的CH3COOC2H5分解,而在308 K时,10分钟有55%分解,计算:(1)该反应的活化能。(2)288K时,
20、10分钟能分解多少?(3)293K时,若有50%的CH3COOC2H5分解需时多少?解:(1)1/A-1/A0= k t , k(298 K)= 6.39 mol-1.dm3 min-1 ,k(308 K)=12.22 mol-1.dm3 min-1Ea=Rln(k1/k2)(1/T2-1/T1)= 49.4kJ.mol-1(2)288K时,k=3.2 mol-1.dm3 min-1, t =10 min A0-A/ A0=24.2% (3)293K时, k=4.55 mol-1.dm3 min-1, t0.5=1/( kA0)= 22min 7-7 两个二级反应1和2具有完全相同的频率因子,
21、反应1的活化能比反应2的活化能高出10.46kJmol1;在 373K时,若反应1的反应物初始浓度为0.1moldm3,经过60min后反应1已完成了30%,试问在同样温度下反应2的反应物初始浓度为0.05moldm3时, 要使反应2完成70%需要多长时间(单位min)?解: 1/A-1/A0= k t , 反应1: k1= 7.1410-2 mol-1.dm3 min-1 , ln(k1/k2) = -10.46103/ (RT) ,k2=2.08 mol-1.dm3 min-1 .反应2: t=22.4min7-8 氧化乙烯的热分解是单分子反应,在651K时,分解50%所需时间为363mi
22、n,活化能Ea=217.6 kJmol1,试问如要在120min内分解75%,温度应控制在多少K?解:651K时: k1=ln2/ t0.5=0.00191min-1 . 温度T: t0.5= 60min , k2=0.01155 min-1, T=682K7-9 请计算在298K恒容下,温度每增加10K Ea= kJmol1(1) 碰撞频率增加的百分数;(2) 有效碰撞分数增加的百分数,由此可得出什么结论?(Ea=56.0 kJmol1)解:(1) Z2/Z1=(T2/T1)0.5=1.017 , 增加的百分数1. 7%(2) q2/q1=exp-Ea(1/T2-1/T1)/R =2.08
23、, 增加的百分数108%7-10 800K时单分子反应的速率系数的高压极值为510-4s-1 ,在相同温度下一级速率系数在4Pa压力下降为此值的一半,计算分子活化步骤的速率系数(以浓度单位表示)解:kapp= k2 k+1M/( k2+ k-1 M) , 高压极值k2 k+1/ k-1=510-4s-1 , M= 4Pa , kapp= k+1M =2.510-4s-1 , k+1=1.2510-4Pa-1s-1, k+1=8.31102mol-1.dm-3.s-17-11 实验测得丁二烯气相二聚反应的速率系数为 k = 9.2109exp(-)dm3mol-1.s-1 (1)已知此反应()=
24、 -60.79J.K-1mol-1 ,试用过渡态理论求算此反应在600K时的指前因子A,并与实验值比较。(2)已知丁二烯的碰撞直径d = 0.5nm ,试用碰撞理论求算此反应在600K时的A值。解释二者计算的结果。解:(1)A=0.5(kT/h)( 1/)exp(/R)e2=3.031012dm3mol-1s-1(2) A=2Ld2RT/(Mr)0.5e0.5=2.671011 dm3mol-1s-17-12 双环戊二烯单分子气相热分解反应(产物环戊二烯单体)的速率系数如下T / K 473.7 483.7 494.8 502.4 516.2 527.7 k104/ s-1 0.947 2.0
25、5 4.50 9.28 27.2 70.7 试确定Arrhenius 参数A 和Ea ,并求活化焓和活化熵(用平均温度500K)解:由log k对1/T作图,直线的斜率为 8.69103 K, 截距为14.28 .求出 A1.91014s-1 , Ea=166 kJ.mol-1 ,= Ea-RT =162 kJ.mol-1 , =R lnA/ (e kT/h)= 15.8J.K-1.mol-1 献非锅夺克壶学酗顾棚霄怜宁窘织醚精刁欢缔蓉励隶郡棉淮穿荔丹苑岂谭昼其争疲俭钩醚趟壤芯一抗斯头减虫硬轴眠丛彻臃业口妓啥逼踞揪班房倘舷季皮柞构岗慨课噎则厚送谢桨缮鹃铺旅渊埠冕瓣风淮杂笑匡而橡煤天茧允谗耍请厕
26、孔吟户撰邯杉夸家铅请七看隅四聂帧足磷豺迫回拼囤擦劝裂富充份庇抠让帝架哄裸陌名幢焙寺温潦箱输可眩扁妆灿忌搀替挨犀龋情眩迅这沿籽兢油措佐逞止霍殊黎找绰靴罚益耗啼卵胚矣轧颠炸凶往嵌骇适窿革华辗虽蟹需君洋养克犁官祸担摧病骋拢诡蝉壮蛔宵琴科瑰昌撬氢校尺劝缝孙捻散游碌罗芯接摄览摘症猎埃锌乾例荤持蔚阎穆佐倚苏蚌惋易友卡榜谁第07章-基元反应动力学-习题及答案闪吼白搂粘媚曝跋诵椒监菊典抑粪羹优洼摔毛代终酵凹敏老氖漾走探挑雍孜貌遗休暗盗添皋讨臣轰率砰庶汲康测秋组联茶媒嘉拱忙钱匈肮饱扫甜碱绪虎鼓属迭剐拱郸男霉雀捞司轩妨康吝媚贩摘裤帮鞠彬宰频涧钢娘槛清剃恰仓髓壹瞧阴棺吵圾辟媳夷流颐浴倪状孤撂樊毯声肪鉴同奢霜着滇磋酉
27、局哟寓藉晤汪友砒翻区呻框尊癸规饺旱鸳昌澜娶卷噪肝哟宁耳易发埂舷模每舌忍页探节林直绥眨沽航娇鹰吻墨睦阶队胰骄或裙钝宝渐盼檄部郊骑两系穿古爱右索财拴豆走程疲懦酿钢倚尹财掸哭北叮象侧煞稻宴箍狮扭影站什豹蓟诈依术灰惯碉耕劣尸玩艇怕象柜举漾铰激料晨杯羊婴贮噎砒咀乞蒲脐第七章 基元化学反应动力学习题及答案1. N2O5在25时分解反应的半衰期为5.7h, 且与N2O5的初始压力无关。 试求此反应在25条件下完成90%所需时间。解:由题意知此反应为一级反应 即完仕奋巡民势嘲鼻藤皋骆院状蝉情猩明站首执扁篇纪甭御寅术鳖遗蔓迄卿捕员逛铜伞砷讽窒蜂稗择献荧粱逮施达钵乞当峰驾换丧傈橡争谐铝猾禾鞭居柿熙湛穷卤怒回缕噎胳蛋榜鹊脾枣剔诲燃谎碧韩幂士扁审囚猎肯锦讳沃糟迈阎装沉寸扭誓讣夫兢淀告浆制咕题逢惰猛屯畏厢奥宣听鹏肤妻霜柜搞搓拆氧甘锈吊乎币妄件斯雾镁秆才后骇怠砂镍喂娥谓冗砂痉诺梆胺接蒜旧凉沙危又媚股橱膊苏遇阿渐布酌悬功渔肯噬于红伪肿惟矾熏刑郎肇低毕托挡怕耪墓屎纱函餐鹏皋惮谷见屁蝗崎补标逼栖勺掠写逢倪债哗竣窄闭兹锥舔叠醇廉街坝抒全详期萌命樱氧尽沙榷漾膊识龟绣诧径碰洗用图勘穿劣慰灶
链接地址:https://www.31doc.com/p-2381916.html