齐齐哈尔大学物理化学考试参备考资料动力知识学知识题
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自测题2一、选择题1、在通常温度,NH 4HCO 3 (s)可发生分解反应:NH 4HCO 3 (s) == NH 3 (g) + H 2O (g)。
现把1 kg 和20 kg NH 4HCO 3(s)分别装入两个预先抽空的小型密闭容器A 和B 中,在一定温度下经平衡后( )。
(1)两容器中的压力相等; (2)A 内的压力大于B 内的压力;(3)B 内的压力大于A 内的压力; (4)须经实际测定后才能判定哪个容器内的压力大。
2、298 K 时,CuSO 4·H 2O (s) == CuSO 4 (s) + H 2O (g) 2(H O p ,平衡)= 106.66 Pa CuSO 4·3H 2O (s) == CuSO 4·H 2O (s) + 2H 2O (g) 2(HO p ,平衡)= 746.61 Pa CuSO 4·5H 2O (s)==CuSO 4·3H 2O (s) + 2H 2O(g) 2(H O p ,平衡)=1 039.91 Pa 若要使CuSO 4·3H 2O (s)稳定存在, 应当使空气中水蒸气的分压保持在( )。
(1)p (H 2O) < 106.66 Pa ; (2)106.66 Pa < p (H 2O) <746.61 Pa ;(3)746.61 Pa ; (4)746.61 Pa < p (H 2O) < 1 039.91 Pa 。
3、1000 K 时,CO (g) +21O 2 (g) == CO 2(g )其K 1= 5.246×1012;C(s) + CO 2(g) == 2CO(g)其K 2= 1.719×10 -5 。
则反应C(s) +21O 2(g) == CO (g) 的K 3为( )。
(1) 1.109×10-6 (2)1.036×10-10 (3) 9.018×107 (4)4.731×10204、将NH 4HS(s)置于真空容器内在298K 时使其达分解平衡,测知K =0.11,则系统的平衡压力(总压力)为( )。
第十一章 化学动力学11.3 某一级反应进行10 min 后,反应物反应掉30 %。
问反应掉50 %需多少时间? 解:设反应掉50 %需时间为t ,因 1ln 1kt x=- 由题给条件得 1ln1010.30k =-, 111ln min 1010.30k -⎛⎫= ⎪-⎝⎭则 111ln ln 10.501010.30t ⎛⎫= ⎪--⎝⎭,所以 t =19.4 min 11.6 偶氮甲烷(CH 3NNCH 3)气体的分解反应CH 3NNCH 3 (g ) → C 2H 6 (g ) + N 2 (g )为一级反应。
在287 ℃的真空密闭恒容容器中充入初始压力为21.332 kPa 的偶氮甲烷气体,反应进行1000 s 时测得系统的总压为22.732 kPa ,求速率常数k 及半衰期t 1/2。
解: CH 3NNCH 3 (g ) → C 2H 6 (g ) + N 2 (g ) t =0 p 0 0 0t =t p p 0-p p 0-p 则 p (总) = p + p 0-p + p 0-p = 2p 0-pp = 2p 0- p (总)设参与反应的各物质均是理想气体,因是恒温恒容反应,故有p = nRT /V = cRT c = p/RT则一级反应的积分式为 000/ln ln ln /c p RT pkt c p RT p===即 00ln 2()p kt p p =-总所以 1001121.332ln [ln ]s 2()1000221.33222.732p k t p p -==-⨯-总516.7910s --=⨯41/25ln 20.6931s 1.0210s 6.7910t k -===⨯⨯ 11.8 某一级反应A → 产物,初始速率为1×10-3 mol ·dm -3·min -1,1 h 后速率为0.25×10-3 mol ·dm -3·min -1。
自测题3一、选择题1、电解质溶液活度a B与其平均离子活度之间的关系为( )。
(1)a B= a±;(2)a B= a±1/;(3)a B=(1/)a±;(4)a B a±。
2、在论述电解质稀溶液的γ± 数值大小时,下述说法中错误的是( )。
(1)γ± 的大小与温度有关; (2)γ± 的大小与溶剂性质有关;(3)γ± 的大小与离子的价数无关; (4)γ± 的大小与浓度有关。
3、在下列电池中,其电池的电动势与氯离子的活度a(Cl-)无关的是()。
(1)Zn⎢ZnCl2(aq)⎢Cl2(p)⎢Pt; (2)Zn⎢ZnCl2(aq)⎢⎢KCl(aq)⎢AgCl⎢Ag;(3)Pt⎢H2(p1)⎢HCl(aq)⎢Cl2(p2)⎢Pt;(4)Ag⎢AgCl(s)⎢KCl(aq)⎢ Cl2(p)⎢Pt。
4、电池Hg | Zn(a1) | ZnSO4(a2) | Zn(a3) | Hg的电动势()。
(1)仅与a1,a3有关,与a2无关;(2)仅与a1,a2有关,与a3无关;(3)仅与a2,a3有关,与a1无关;(4)与a1,a2,a3均无关。
5、298K时,电池反应 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) 所对应的电池标准电动势E1,反应 2 H2O(l) = 2 H2(g) + O2(g) 所对应的电池标准电动势E2,E1和E2的关系为()。
(1)E2= 2 E1;(2)E2=2 E1;(3)E2= E1;(4)E2= E1。
6、已知25℃时,E(Fe3+| Fe2+) = 0.77 V,E(Sn4+| Sn2+) =0.15 V。
今有一电池,其电池反应为2 Fe3++ Sn2+= Sn4++2 Fe2+,则该电池的标准电动势E(298 K) 为()。
(1)1.39 V;(2)0.62 V; (3)0.92 V;(4)1.07 V。
2.9 某理想气体,m 2.5V C R =。
今有5mol 该气体恒压降温50 ℃。
求过程的W ,Q ,ΔU ,ΔH 。
解: 恒压过程[]2121()( )58.3145(50)J 2.079J W p V V nR T T =--=--=-⨯⨯-= 由于理想气体热力学能只与温度有关,所以[],m 21()5 2.58.3145(50)J 5.196kJ V U nC T T ∆=-=⨯⨯⨯-=-Q =ΔU -W =( 5.196-2.079-)kJ= 7.275kJ -7.275kJ p H Q Q ∆===-2.10 2mol 某理想气体的,m3.5p C R =。
由始态100 kPa ,50 dm 3,先恒容加热使压力升高至200 kPa ,再恒压冷却使体积缩小至25 dm 3。
求整个过程的W ,Q ,ΔU ,ΔH 。
解: 题设过程可用下图表示。
3145.8210501010033111⨯⨯⨯⨯==-nR V p T K=300.68 K 3145.8210501020033222⨯⨯⨯⨯==-nR V p T K=601.36 K 3145.8210251020033333⨯⨯⨯⨯==-nR V p T K=300.68 K 2.17 单原子理想气体A 与双原子理想气体B 的混合物共5 mol ,摩尔分数y B = 0.4,始态温度T 1 = 400 K ,压力p 1 = 200 kPa 。
今该混合气体绝热反抗恒外压p = 100 kPa 膨胀到平衡态。
求末态温度T 2及过程的W ,ΔU ,ΔH 。
解:单原子理想气体的()23A m ,R C V =,()25A m ,RC p =,双原子理想气体的()25B m ,R C V =,()27B m ,R C p =,则混合理想气体的平均摩尔热容 =m ,V C y A ()A m ,V C +y B ()R RR C V 9.14.0256.023B m ,=⨯+⨯==m ,p C y A ()A m ,p C +y B ()R RR C p 9.24.0276.025B m ,=⨯+⨯=()()1212m ,9.1T T R n T T C n U V -⨯=-=∆恒外压膨胀 ()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=--=21111212T P pT nR p nRT p nRT p V V p W 绝热膨胀 Q =0,ΔU = W , 所以()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-21112m ,T p pT nR T T C n V代入数据 ()221001.9400K 400K 200T T ⨯-=⨯- 解出终态温度 T 2=331.03 K ()(),m 215 1.98.3145331.03400J V U nC T T ∆=-=⨯⨯⨯-⎡⎤⎣⎦ 5.448kJ =-5.448kJ W U =∆=-()(),m 215 2.98.3145331.03400J p H nC T T ∆=-=⨯⨯⨯-⎡⎤⎣⎦8.315kJ =-2.21已知水在100 ℃,101.325kPa 下的摩尔蒸发焓668.40m vap =∆H kJ·mol -1,试分别计算下列两过程的Q ,W ,ΔU ,ΔH 。
齐齐哈尔大学物理化学考试参考自测题11一、选择题1. 1mol 单原子理想气体,由始态p 1 = 200 kPa ,T 1 = 273 K 沿着p /V =常数的途径可逆变化到终态压力为400 kPa ,则?H 为 ( )。
( 1 ) 17.02 kJ ; ( 2 ) -10.21 kJ ; ( 3 ) - 17.02 kJ ; ( 4 ) 10.21 kJ 。
2. 对于任何循环过程,系统经历了若干步骤。
根据热力学第一定律,正确的是 ( )。
( 1 )0i i W =∑ ( 2 ) 0i i Q =∑ ( 3 ) ()0i ii Q W -=∑ ( 4 ) ()0i i iQ W +=∑ 3. 一定量的某理想气体等容下由T 1升温到T 2,相同量的该气体等压下也由T 1升温到T 2,则两个过程热量的关系和热力学能变化的关系为 ( )。
( 1 ) Q V = Q p ,?U V = ?U p ; ( 2 ) ,;( 3 ) Q V > Q p ,?U V < ?U p ; ( 4 ) Q V < Q p ,?U V < ?U p 。
4. 苯在一个刚性的绝热容器中燃烧C 6H 6(l) + (15/2)O 2(g) 6CO 2+ 3H 2O(g) ,则( )。
(1) ΔU = 0 , ΔH < 0 , Q = 0 (2) ΔU = 0 , ΔH > 0 , W = 0(3) ΔU = 0 , ΔH = 0 , Q = 0 (4) ΔU ≠0 , ΔH ≠0 , Q = 05. 在100℃, 101.325 kPa 下有1 mol 的H 2O( l ),使其与100℃的大热源接触并使其向真空中蒸发,变为100℃,101.325 kPa 的H 2O( g ),对于这一过程可以用哪个量来判断过程的方向()。
(1)?S (系统) (2)?S(系统)+?S(环境) (3)?G (4)?S (环境) )6. 在一定温度范围内,某化学反应的?r H 不随温度而变,故此化学反应在该温度内的?r S随温度而()。
一 化学热力学基础1-2 选择题1、273K ,θp 时,冰融化为水的过程中,下列关系是正确的有(B )A.0<WB.p Q H =∆ C 。
0<∆H D.0<∆U 2、体系接受环境做功为160J ,热力学能增加了200J,则体系(A )A.吸收热量40J B 。
吸收热量360J C.放出热量40J D 。
放出热量360J3、在一绝热箱内,一电阻丝浸入水中,通以电流。
若以水和电阻丝为体系,其余为环境,则(C )A 。
0,0,0>∆=>U W Q B.0,0,0>∆==U W Q C.0,0,0>∆>=U W Q D.0,0,0<∆=<U W Q 4、任一体系经一循环过程回到始态,则不一定为零的是(D)A.G ∆B.S ∆C.U ∆ D 。
Q 5、对一理想气体,下列关系式不正确的是(A ) A 。
0=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂p T U B 。
0=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂T V H C.0=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂T p H D.0=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂T p U 6、当热力学第一定律写成pdV Q dU -=δ时,它适用于(C)A 。
理想气体的可逆过程 B.封闭体系的任一过程C 。
封闭体系只做体积功过程 D.封闭体系的定压过程7、在一绝热刚壁体系内,发生一化学反应,温度从21T T →,压力由21p p →,则(D)A.0,0,0>∆>>U W QB.0,0,0<∆<=U W QC.0,0,0>∆>=U W Q D 。
0,0,0=∆==U W Q8、理想气体定温定压混合过程中,下列体系的性质不正确的是(C) A 。
0>∆S B 。
0=∆H C.0=∆G D.0=∆U 9、任意的可逆循环过程,体系的熵变(A )A.一定为零B.一定大于零 C 。
一定为负 D 。
是温度的函数 10、一封闭体系从B A →变化时,经历可逆R 和不可逆IR 途径,则(B )A.IR R Q Q = B 。
《物理化学》复习题及答案《物理化学》复习题⼀.填空和选择题:1、内能是系统的状态函数,若某⼀系统从⼀始态出发经⼀循环过程⼜回到始态,则系统(Q+W)的变化是:2)(Q+W)>0;(3)(Q+W)<0;(4)不能确定2、焓是系统的状态函数,H=U+PV,若系统发⽣状态变化时,ΔH=ΔU+Δ(PV),式中Δ(PV)的意思是:(1)P ΔV(3)PΔV- VΔP;4、100℃,101 325 Pa的液态H2O的化学势为µl,100℃,101 325 Pa的⽓态H2O的化学势为µg ,⼆者的关系是:: (1)µl>µg;(2)µl<µg5、系统经历⼀个绝热可逆过程,其熵变ΔS:(1)>0;(2)<0 ;(4)不能确定6、系统经过某过程后,其焓变ΔH=Qp,则该过程是:(1)理想⽓体任意过程;(3)理想⽓体等压过程;(4)真实⽓体等压过程。
7、下列说法正确的是:(1)放热反应均是⾃发反应;(2)ΔS为正值的反应均是⾃发反应;(3)摩尔数增加的反应,ΔS8、下述表达不正确的是:(1)能斯特⽅程适⽤于可逆电池;(2)能斯特⽅程不适⽤于同样计划存在的电池;(3)9、Qv=ΔU,Qp=ΔH的的适⽤条件条件是封闭体系、⾮体积功为零、恒容(恒压)。
10、隔离系统中进⾏的可逆过程ΔS =0 ;进⾏不可逆过程的ΔS >0 。
11、化学反应是沿着化学势降低的⽅向进⾏。
10、在298K和100kPa下,反应3C(s)+O2(g)+3H2(g) →CH3COOCH3(l) 的等压热效应Q p与等容热效应Q v之差为(Q p=Q v + nRT )A、9911 J·mol-1B、-9911 J·mol-1 C、14866 J·mol-1D、7433 J·mol-112. 把玻璃⽑细管插⼊⽔中,凹⾯的液体所受的压⼒P与平⾯液体所受的压⼒P0相⽐:(1)P= P0)P> P0(4)不确定13、系统经过某过程后,其焓变ΔH=Qp,则该过程是:A、理想⽓体任意过程;C、理想⽓体等压过程;D、真实⽓体等压过程。
物理化学总复习第一章热力学第一定律1.热力学第一定律U Q W只适用于:答案:D(A)单纯状态变化(B)相变化(C)化学变化(D)封闭体系的任何变化2.1mol单原子理想气体,在300K时绝热压缩到500K,则其焓变H约为:4157J3.关于热和功,下面说法中,不正确的是:答案:B(A)功和热只出现在体系状态变化的过程中,只存在于体系和环境的界面上(B)只有封闭体系发生的过程中,功和热才有明确的意义(C)功和热不是能量,而是能量传递的两种形式,可称为被交换的能量(D)在封闭体系中发生的过程,如果内能不变,则功和热对体系的影响必互相抵消4.涉及焓的下列说法中正确的是:答案:D(A)单质的焓值均为零(B)在等温过程中焓变为零(C)在绝热可逆过程中焓变为零(D)化学反应中体系的焓变不一定大于内能变化5.下列过程中,体系内能变化不为零的是:答案:D(A)不可逆循环过程(B)可逆循环过程(C)两种理想气体的混合过程(D)纯液体的真空蒸发过程6.对于理想气体,下列关系中那个是不正确的?答案:A(A)(U)V 0 (B)( U)T0(C)(U)T0(D)(H)T0T V P P第1页共53页7.实际气体的节流膨胀过程中,哪一组的描述是正确的?答案:A(A )Q=0;H=;P<0(B)Q=0;H=;P>000(C )Q>0;H=;P<0(D)Q<0;H=;P<08.3mol的单原子理想气体,从初态T1=300K、p1=100kPa反抗恒定的外压50kPa作不可逆膨胀至终态T2=300K、p2=50kPa,对于这一过程的Q=3741J 、W=-3741J、U=0 、H= 0 。
9.在一个绝热的刚壁容器中,发生一个化学反应,使物系的温度从T1升高到T2,压力从p1升高到p2,则:Q=0;W =0:U=0。
10.当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则:答案:D(A)焓总是不变(B)内能总是增加(C)总是增加(D)内能总是减少11.若要通过节流膨胀达到致冷的目的,则节流操作应控制的条件是:答案:B (A)T T T( P)H<0(B)( P )H>0(C)( P)H=0(D)不必考虑的数值12.一定量的理想气体,从同一初态压力p1可逆膨胀到压力为p2,则等温膨胀的终态体积与绝热膨胀的终态体积之间的关系是:答案:A(A)前者大于后者(B)前者小于后者(C)二者没有关系(D)二者相等13.1mol单原子理想气体,从273K及200kPa的初态,经pT=C(常数)的可逆途径压缩到400kPa的终态,则该过程的U=-1702J。
大学物理化学期末复习题在进行大学物理化学的期末复习时,学生需要掌握一系列基础概念、原理和计算方法。
以下是一些可能的复习题,旨在帮助学生巩固他们的知识并为考试做好准备。
1. 热力学基础- 描述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
- 解释熵的概念,并说明为什么熵增是自然过程的必然趋势。
- 举例说明吉布斯自由能和化学平衡的关系。
2. 化学动力学- 阐述速率方程式的意义,并解释速率常数和反应级数的概念。
- 描述阿累尼乌斯方程,并解释温度对化学反应速率的影响。
- 给出一个例子,说明催化剂如何影响化学反应速率。
3. 化学平衡- 解释勒夏特列原理,并用一个具体反应来说明其应用。
- 计算给定条件下的化学平衡常数,并解释其物理意义。
- 讨论温度变化对化学平衡的影响。
4. 相变和相图- 描述液体的表面张力现象,并解释其产生的原因。
- 讨论固体的晶体结构和非晶体的区别。
- 绘制并解释一个简单的二组分相图。
5. 溶液和溶解度- 定义拉乌尔定律,并说明其适用范围。
- 讨论溶质在溶液中的活度系数,并解释其对溶解度的影响。
- 解释渗透压的概念,并用一个例子说明其应用。
6. 电化学- 描述法拉第定律,并解释其在电池和电解中的应用。
- 计算给定电极反应的电池电动势。
- 讨论电解质溶液的导电性,并解释离子迁移数的概念。
7. 统计热力学- 描述玻尔兹曼分布,并解释其在统计热力学中的重要性。
- 计算一个理想气体的配分函数,并解释其物理意义。
- 讨论量子统计对低温物理系统的影响。
8. 材料科学基础- 描述金属的晶体缺陷,并解释它们对材料性质的影响。
- 讨论非晶态材料与晶体材料的区别。
- 解释纳米材料的特性,并举例说明其在现代科技中的应用。
结束语复习物理化学时,理解基本概念和原理是至关重要的。
同时,通过解决实际问题来提高计算和应用能力也是必不可少的。
希望这些复习题能够帮助你更好地准备期末考试,并在物理化学领域取得优异的成绩。
记住,复习不仅仅是为了考试,更是为了深入理解这门科学,并在未来的学术或职业生涯中应用这些知识。
第十一章 化学动力学11.3 某一级反应进行10 min 后,反应物反应掉30 %。
问反应掉50 %需多少时间?解:设反应掉50 %需时间为t ,因 1ln 1kt x=- 由题给条件得 1ln1010.30k =-, 111ln min 1010.30k -⎛⎫= ⎪-⎝⎭则 111ln ln 10.501010.30t ⎛⎫= ⎪--⎝⎭,所以 t =19.4 min 11.6 偶氮甲烷(CH 3NNCH 3)气体的分解反应CH 3NNCH 3 (g) → C 2H 6 (g) + N 2 (g)为一级反应。
在287 ℃的真空密闭恒容容器中充入初始压力为21.332 kPa 的偶氮甲烷气体,反应进行1000 s 时测得系统的总压为22.732 kPa ,求速率常数k 及半衰期t 1/2。
解: CH 3NNCH 3 (g) → C 2H 6 (g) + N 2 (g) t =0 p 0 0 0t =t p p 0-p p 0-p 则 p (总) = p + p 0-p + p 0-p = 2p 0-pp = 2p 0- p (总)设参与反应的各物质均是理想气体,因是恒温恒容反应,故有p = nRT /V = cRT c = p/RT则一级反应的积分式为 000/ln ln ln /c p RT p kt c p RT p=== 即 00ln 2()p kt p p =-总所以 1001121.332ln [ln ]s 2()1000221.33222.732p k t p p -==-⨯-总516.7910s --=⨯41/25ln 20.6931s 1.0210s 6.7910t k -===⨯⨯ 11.8 某一级反应A → 产物,初始速率为1×10-3 mol ·dm -3·min -1,1 h 后速率为0.25×10-3 mol ·dm -3·min -1。
求k ,t 1/2和初始浓度c A , 0。
解:此一级反应的速率方程为 -d c A /d t = kc A由题给条件得 -d c A , 0/d t= kc A, 0= 1×10-3 mol ·dm -3·min -1①-d c A /d t= kc A = 0.25×10-3 mol ·dm -3·min -1②①式除以②式,得A 0A4c c =, 由一级反应的积分式得 11A 0A 11ln ln 4min 0.0231min 60c k t c --⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭, 1/2ln 20.6931min 30min 0.0231t k ===将k 值代入①式,得 333A 0110mol dm 0.0433mol dm 0.0231c ---⨯=⋅=⋅, 11.9 现在的天然铀矿中238U/ 235U =139.0/1。
已知238U 的蜕变反应的速率常数为1.520×10-10a -1,235U 的蜕变反应的速率常数为9.72×10-10a -1。
问在20亿年(2×109a)前,238U/ 235U 等于多少?(a 是时间单位年的符号。
)解:由题给速率常数的单位可知,蜕变反应为一级反应。
设20亿年前,天然铀矿中含238U 和235U 的浓度分别为c 0和c 1,0,现在天然铀矿中含含238U 和235U 的浓度分别为c 和c 1,则 c = c 0exp(-kt ) ①c 1=c 0,1exp(-k 1t )②①式除以②式,得 01101exp[()]c ck k t c c =--, 所以01011exp[()]c ck k t c c =-,=139.0×exp[(1.520×10-10-9.72×10-10)×2×109]=26.96 即在20亿年前,238U:235U = 26.96:1。
11.11 某二级反应A + B →C ,两种反应物的初始浓度皆为1 mol ·dm -3,经10 min 后反应掉25 %,求k 。
解:题给反应为初始浓度相等的二级反应,设转化率为x ,则 A 0110.25110110.25x k tc x ⎛⎫=⨯=⨯ ⎪-⨯-⎝⎭, dm 3·mol -1·min -1 = 0.033 3 dm 3·mol -1·min -111.14 溶液反应228S O - + 482Mo(CN)-→242SO -+ 382Mo(CN)-的速率方程为 4248288d[Mo(CN)][S O ][Mo(CN)]d k t----=在20 ℃下,若反应开始时只有两种反应物,且其初始浓度依次为0.01 mol ·dm -3,0.02 mol ·dm -3,反应26 h 后,测得48[Mo(CN)]-=0.015 62 mol ·dm -3,求k 。
解:设228S O -为A ,48Mo(CN)-为B 。
因为c A , 0 = c B, 0 /2则按反应方程式,反应的任意时刻都有 c A = c B /2题给速率方程变为 2B A B B d d 2c k kc c c t -==积分上式,得 B B 0112kt c c =+, 所以B B 021*******.015620.02k t c c ⎛⎫⎡⎤⎛⎫=-=⨯- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎝⎭, dm 3·mol -1·h -1 = 1.078 5 dm 3·mol -1·h -1 11.17 在500 ℃及初压101.325 kPa 下,某碳氢化合物发生气相分解反应的半衰期为2 s 。
若初压降为10.133 kPa ,则半衰期增加为20 s 。
求速率常数k 。
解:由题给条件可知,反应的半衰期与初压的一次方成反比,这正是二级反应的特征,故 1/2A 01t kp =,所以 1/2A 0112101325k t p ==⨯, Pa -1·s -1 = 4.93×10-6 Pa -1·s -1 11.18 在一定条件下,反应H 2 (g) + Br 2 (g)→2HBr(g)符合速率方程的一般形式,即31222HBr H Br HBrd 12d n n n c kc c c tυ== 在某温度下,当22H Br c c ==0.1 mol ·dm -3及HBr c =2 mol ·dm -3时,反应速率为υ,其他不同浓度时的速率如下表所示。
2H c /(mol ·dm -3) 2Br c /(mol ·dm -3) c HBr /(mol ·dm -3) 反应速率0.1 0.1 2 υ 0.1 0.4 2 8υ 0.2 0.4 2 16υ 0.1 0.2 3 1.88υ求反应的分级数n 1 ,n 2 ,n 3。
解:根据题给条件可得如下速率方程312HBr d 0.10.12d n n n c k t υ==()()() ① 312HBr d 0.10.428d n n n c k tυ==()()()②312HBr d 0.20.4216d n n n c k t υ==()()() ③ 312HBr d 0.10.2 1.88d n n n c k tυ==()()(3) ④ ③式除以②式,得 122n =所以 n 1 = 1 ②式除以①式,得 248n = 所以 n 2 = 1.5④式除以①式,得 3232 1.882n n ⎛⎫⨯= ⎪⎝⎭将n 2代入上式,得 n 3 = -111.21 恒温、恒容条件下发生某化学反应:2AB (g) → A 2 (g) + B 2 (g)。
当AB (g)的初始浓度分别为0.02 mol ·dm -3和0.2 mol ·dm -3时,反应的半衰期分别为125.5 s 和12.55 s 。
求该反应的级数n 及速率常数k AB 。
解:1/21/2AB,0AB,0ln(/)ln(12.55/125.5)112ln(/)ln(0.2/0.02)t t n c c '''=-=-='''311AB 1/2AB,0110.3984dm mol s 125.50.02k t c --===⋅⋅⨯11.22 某溶液中反应A+B →C ,开始时反应物A 与B 的物质的量相等,没有产物C 。
1 h 后A 的转化率为75 %,问2 h 后A 尚有多少未反应?假设:(1)对A 为一级,对B 为0级; (2)对A 、B 皆为1级。
解:(1)运用一级反应的公式先求出k 1111111ln ln ln 4h 11h 10.75k t x -===--当t =2 h 时 11ln 4ln 21x=- 1-x = 6.25 %即A 还有6.25 %未反应。
(2)运用a =b 的二级反应公式12000110.753h 11h 10.75x k tc x c c -=⨯=⨯=-⨯-当t =2 h 时003121xc c x=⨯- 1-x = 14.3 % 即A 还有14.3 %未反应。
11.23 反应A + 2B →D 的速率方程为AA B d d c kc c t-=,25 ℃时k =2×10-4dm 3·mol -1·s -1。
(1)若初始浓度c A , 0 =0.02 mol ·dm -3,c B , 0 =0.04 mol ·dm -3,求t 1/2 ; (2)若将过量的挥发性固体反应物A 与B 装入5 dm 3密闭容器中,问25 ℃时0.5 molA 转化为产物需多长时间?已知25 ℃时A 和B 的饱和蒸气压分别为10 kPa 和2 kPa 。
解:(1)由题给反应可知,若反应掉1 molA 则同时反应掉2 molB ,而且c A , 0=0.5c B,0,因此反应进行到任何时刻均有c A =0.5c B ,则题给速率方程变为2A AB Ad 2d c kc c kc t-== 积分上式,得 A A 0112kt c c -=,所以 51/24A 011s 1.2510s 222100.02t kc -===⨯⨯⨯⨯, (2)虽然容器中放入的是固体反应物,因它们易挥发,所以可设想反应在气相中进行,又虽然气体反应物不断消耗,但因固体反应物的存在,故可维持气体反应物的分压不变,即 A (g) + 2B (g) → Dt = 0 A p * B p *0 t = t A p * B p * 0.5 mol设气体为理想气体,则 A AA n p c V RT *==, B B B n p c V RT *==, A A d d d d c n t V t =代入题给速率方程中,得 A A d d d d c n t V t--==A BA B 2()p p kc c k k RT **'== 积分上式,得 A A 0A n n nk t V V-∆'-=-=,由反应式可知,生成0.5 mol 的D 就要消耗0.5 mol 的A ,则Δn A = -0.5 mol ,所以A n t Vk ∆=-='2A 43AB 0.5(8.314298.15)s 0.00521010100002000n RT Vkp p **--∆-⨯⨯-=-⨯⨯⨯⨯⨯2()= 1.54×108 s 11.24 反应C 2H 6 (g)→C 2H 4(g) + H 2 (g)在开始阶段约为3/2级反应。