物理化学第六章习题答案
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6 习题参考答案1. 用两个铜片电解4CuSO 溶液,以0.25A 的电流通电1小时,问阴极增重多少?已知铜的相对原子量为63.54,并设副反应可以忽略。
解 由公式 Q n zF= ; Wn M = ; Q I t =得 0.251360063.54g 0.296g 296500ItM W zF ⨯⨯⨯⎛⎫=== ⎪⨯⎝⎭2. 在18℃时用一电导池测得-30.01mol dm ⋅KCl 和-30.001mol dm ⋅的24K SO 溶液的电阻分别为145.00Ω和712.2Ω。
试求(1)电导池常数/l A (2)-30.001mol dm ⋅的24K SO 溶液的电导率κ。
解:(1)电导池常数()11(KCl)(KCl)0.12205145.00m 17.70m cell lK R Aκ--==⋅=⨯= 30.01mol dm -⋅的HCl 溶液的电导率(2)11117.70S m 0.02485S m 712.2cell K l l G A R A R κ--⎛⎫=⋅=⋅==⋅=⋅ ⎪⎝⎭3. 在25℃时,将某电导池装入-30.1mol dm ⋅KCl ,测的电阻为23.78Ω;若换以-30.002414mol dm ⋅的HAc 溶液,则电阻3942Ω。
求HAc 溶液电离度和其电离常数。
()+42121(HAc)(H )(Ac )349.8240.910m mol 0.03907m mol m m m S S λλ∞∞∞----Λ=+=+⨯⋅⋅=⋅⋅/(HAc)(HAc)(HAc)(KCl)/(KCl)(KCl)cell cell K R R K R R κκ==,得131(HAc)23.78(HAc)(KCl) 1.29S m 7.77810S m (KCl)3942R R κκ---Ω=⋅=⨯⋅=⨯⋅Ω310-⨯3132133(HAc)7.77810S m (HAc) 3.22210S m mol (HAc)0.00241410mol m m c κ-----⨯⋅Λ===⨯⋅⋅⨯⋅Ω321221(HAc) 3.22210S m mol 8.24710(HAc)0.03907S m molm m α---∞-Λ⨯⋅⋅===⨯Λ⋅⋅ θ22252/0.002414(8.24710) 1.78910118.24710c c c c K θαα---⨯⨯===⨯--⨯4. 在25℃时,由等量的-10.05mol kg ⋅的LaCl 3水溶液及-10.05mol kg ⋅的NaCl 水溶液混合后,计算溶液的离子强度I =? 解:()++11++-1La La -1-1Cl Cl -1Na Na 0.025mol kg 30.02530.025mol kg 0.10mol kg 10.025mol kg 1m z m z m z --=⋅==⨯+⋅=⋅=-=⋅=22221110.02530.10(1)0.0251mol kg 22B B I m z -⎡⎤==⨯+⨯-+⨯⋅⎣⎦∑ =0.175-1mol kg ⋅5. 在25℃时,某溶液含CaCl 2的浓度为-10.002mol kg ⋅,含ZnSO 4的浓度为-10.002mol kg ⋅,应用Debye —H ückel 极限公式,计算25℃时,ZnSO 4的离子平均活度系数(提示:在计算离子强度时要把所有的离子都考虑进去)。
物理化学第06章习题(含答案)第六章测试练习选择题:1、某反应速率常数单位是mol·l-1·s-1,该反应级数为( D )A、3级B、2级C、1级D、0级2、某反应物反应了3/4所需时间是反应了1/2所需时间的2倍,则该反应级数为( B )A、0级B、1级C、2级D、3级3、某反应在指定温度下,速率常数是k=4.62×10-2min-1,反应物的初始浓度为0.1mol·l-1,则该反应的半衰期为( A )A、15minB、30minC、150minD、不能求解4、已知某反应的级数是一级,则可确定该反应一定是( D )A、简单反应B、单分子反应C、复杂反应D、上述都不对5、任何化学反应的半衰期与初始浓度c0、速率常数k的关系是( C)A、与k、c0均有关B、与c0有关,与k无关C、与k有关D、与c0无关,与k有关6、某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应的半衰期与反应物初始浓度的关系是( A )A、成正比B、成反比C、平方成反比D、无关7、某复杂反应表观速率常数k与各基元反应速率常数间关系为k=k2(k1/2k4)1/2则表观活化能E a与各基元反应活化能E i之间关系是( B )A、E a=E2+1/2(E1-2E4)B、E a=E2+1/2(E1-E4)C、E a=E2+ (E1-2E4)1/2D、E a=E2×1/2(E1/ 2E4)8、半衰期为10天的某放射性元素净重8克,40天后其净重为( D )A、4克B、2克C、1克D、0.5克9、氢和氧的反应发展为爆炸是因为( D )A、大量的引发剂引发B、直链传递的速率增加C、自由基被消除D、生成双自由基,形成支链10、一个反应的活化能为83.68kJ·mol-1,在室温27℃时,温度每增加1K,反应速率常数增加的百分数( C )A、4%B、90%C、11%D、50%11、在T、V恒定的条件下,基元反应A(g)+B(g)→D(g),若初始浓度c A,0 >>c B,0,即在反应过程中物质A大量过剩,其反应掉的物质的量浓度与c A,0相比较,完全可以忽略不计。
第六章化学动力学(三)计算题1. 293K时,敌敌畏在酸性介质中水解反应的速率常数为0.01127d-1。
若敌敌畏水解为一级反应,试求其水解反应的半衰期。
=ln2/ k =0.6931/0.01127d-1=61.5d解:t1/22.某人工放射性元素放出a粒子的半衰期为15h。
求该试样分解速率常数和分解80%所需的时间。
解:= 0.6931/15h=0.04621h-1放射性元素分解为一级反应,k=ln2/t1/2t=-ln(1-x)/k=-ln(1-0.8)/0.04621h-1=34.83h二级反应规律3. 某溶液含有NaOH 和CH3CO2C2H5,浓度均为0.0100mol ·dm-3。
在308.2K时,反应经600s 后有55.0% 的分解。
已知该皂化反应为二级反应。
在该温下,计算:(1) 反应速率常数?(2) 1200s能分解多少?(3) 分解50.0%的时间?(c A解:(1) 反应为 NaOH +CH 3CO 2C 2H 5 → CH 3CO 2Na + C 2H 5OH 该反应为二级且初浓度相同,故有 -d c A /d t =kc A 2 , c A =c A0(1-x ), 积分后得k = (1/t )(1/c A -1/c A0) = x /tc A0(1-x )=0.550/[600s ×0.0100mol ·dm -3×(1-0.550)]=0.204 dm 3·mol -1·s -1(2) x =1/(1+1/ktc A0) = 1/[1+1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×1200s ×0.0100mol ·dm -3)]= 0.710 =71.0%(3) t 1/2= 1/kc A0 = 1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×0.0100mol ·dm -3) = 490s4. 溶液反应 A + 2B → 2C + 2D 的速率方程为 -d c B /d t =kc A c B 。
物理化学第6章可逆电池电动势习题及答案可逆电池电动势6.1 本章学习要求1.掌握可逆电池、可逆电极的类型、电极电势标准态、电动势、Nernst公式及其应用;2.掌握可逆电池热力学,可逆电池电动势的测定方法及其在化学、生命体系及土壤体系等领域中的应用;3.了解pe、pH?电势图和生化标准电极电势。
6.2 内容概要6.2.1 可逆电池1.可逆电池(reversible cell)的条件:电池在充、放电时发生的反应必须为可逆反应;电池充、放电时的能量转换必须可逆,即通过电池的电流无限小,无热功转化。
2.可逆电极的类型(1)金属电极由金属浸在含有该金属离子的溶液中构成,包括汞齐电极。
如Zn电极Zn (s)│ZnSO4(aq) 电极电势(electrode potential )φZn/ Zn = φ ?ln(2)气体电极由惰性金属(通常用Pt或Au为导电体)插入某气体及其离子溶液中构成的电极,如氢电极,Pt,H2 ( p)│H(a H) 电极电势φ= φ ? ln(3)金属难溶盐电极将金属表面覆盖一薄层该金属的难溶盐,浸入含有该难溶盐的负离子的溶液中构成。
如银?氯化银电极,Ag (s),AgCl (s)│Cl(a Cl) 电极电势φAgCl,Ag,Cl = φ ? ln a Cl(4)氧化还原电极由惰性金属(如Pt片)插入某种元素两种不同氧化态的离子溶液中构成电极,如Sn、Sn电极,Pt (s)│Sn(a),Sn(a) 电极电势φ= φ ? ln 3.电池表示法电池的书面表示所采用的规则:负极写在左方,进行氧化反应(是阳极),正极写在右方,进行还原反应(是阴极);组成电池的物质用化学式表示,并注明电极的状态;气体要注明分压和依附的不活泼金属,温度,所用的电解质溶液的活度等,如不写明,则指298K,p,a=1;用单垂线“│”表示接触界面,用双垂线“U”表示盐桥(salt bridge);在书写电极和电池反应时必须遵守物料平衡和电荷平衡。
习 题1. 在293K 时,把半径为1mm 的水滴分散成半径为1μm 的小水滴,问比表面增加了多少倍?表面吉布斯自由能增加了多少?完成该变化时,环境至少需做功若干?已知293K 时水的表面张力为0.0727N·m -1。
解:半径为1.0×10-3m 水滴的表面积为A ,体积为V 1,半径为R 1;半径为1×10-6m 的水滴的表面积为A 2,体积为V 2,半径为R 2,因为1V =NV 2,所以32313434R N R ππ⋅=,式中N 为小水滴的个数。
936332110100.1100.1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=--R R N 1000100.1100.110442369212212=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⋅=--R R N A A ππ ΔG A =γΔA=()21224R NR -πγ={0.0727×4×3.14×[109×(1.0×10-6)2-(1.0×10-3)2]}J =9.13×10-4J W f = -ΔG A =-9.13×10-4J2.293K 时,根据下列表面张力的数据:试计算下列情况的铺展系数及判断能否铺展:(1)苯在水面上(未互溶前);(2)水在汞面上;(3)苯在汞面上。
解:(1)γ(水-气)-[γ(苯-气)+γ(苯-水)] =[(72.7-28.9-35)×10-3] N·m -1=8.8×10-3 N·m -1>0所以在苯与水未互溶前,苯可在水面上铺展。
当苯部分溶于水中后,水的表面张力下降,则当苯与水互溶到一定程度后,苯在水面上的铺展将会停止。
(2)γ(汞-气)-[γ(水-气)+γ(汞-水)] =[(486-72.7-375)×10-3]N·m -1 =38.3×10-3N·m -1>0水在汞面上能铺展。
第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F。
(1)I2(s)与其蒸气成平衡;(2)CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡;(3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡;(4)取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
(5)I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。
解:(1)C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.(2)C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.(3)C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.(4)C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.(5)C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.2已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90 C时的饱和蒸气压分别为=和。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol,在90 C下成气-液两相平衡,若气相组成为求:(1)平衡时液相组成及系统的压力p。
(2)平衡时气、液两相的物质的量解:(1)对于理想液态混合物,每个组分服从Raoult定律,因此(2)系统代表点,根据杠杆原理6.3单组分系统的相图示意如右图。
试用相律分析途中各点、线、面的相平衡关系及自由度。
解:单相区已标于图上。
二相线(F = 1):三相点(F = 0):图中虚线表示介稳态。
6.4已知甲苯、苯在90 ︒C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。
两者可形成理想液态混合物。
取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90 ︒C的液态混合物。
第六章相平衡6.1(1)(2)(3)(4)(5)解:指出下列平衡系统中的组分数G相数P及自由度尸。
島(S)与其蒸气成平衡;CaC03 (s)与其分解产物CaO (s)和C02 (g)成平衡;NHJIS (s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH$ (g)和H2S (g)成平衡;取任意量的NH, (g)和泾(g)与NH<HS (s)成平衡。
L作为溶质在两不互溶液体氏0和CCh中达到分配平衡(凝聚系统)。
(1) C=1,P = 2,F = C - P+2=l-2 + 2= 1・(2) C = 3- l = 2,P = 3,F = C- P + 2 = 2 ・3 + 2= 1・(3) C = 3- l- l = l,P=2,F = C- P + 2= l- 2 + 2=l.(4) C = 3- l = 2,P = 2,F = C- P + 2 = 2- 2 + 2 = 2.(5) C = 3,P = 2,F = C- P+ l= 3- 2+ l = 2・6.2已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90°C时的饱和蒸气压分别为卩;二54-22kPa和讥二l36.12kPa。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为So二的甲苯 -苯混合物5 mol,在90 °C下成气-液两相平衡,若气相组成为沟二°4%6求:(1)平衡时液相组成忑及系统的压力a(2)平衡时气、液两相的物质的量从8丄皿)解:(1)对于理想液态混合物,每个组分服从拉乌尔定律,因此"兀2;+恶卩;卫;十&; ■ pix0.4556X54.22珑■◎訂加為136J2- (136.12- 54.22>0.4556P = “; + 裨;=0.75X54.22+ 0.25X136.12= 74.70 kPa(2)系统代表点花。
二°6根据杠杆原理(y B.g一U H = (m一m )叫n l +— = 0.5(0.4556 —0.3”. = (0.3-0.25 Xii K = 1.216/?/<?/ n t =3.784加o/6.3 单组分系统的相图示意如右图。
传播优秀Word版文档,希望对您有帮助,可双击去除!第六章化学动力学(三)计算题1. 293K时,敌敌畏在酸性介质中水解反应的速率常数为0.01127d-1。
若敌敌畏水解为一级反应,试求其水解反应的半衰期。
解:t1/2=ln2/ k =0.6931/0.01127d-1=61.5d2.某人工放射性元素放出a粒子的半衰期为15h。
求该试样分解速率常数和分解80%所需的时间。
解:放射性元素分解为一级反应,k=ln2/t1/2 = 0.6931/15h=0.04621h-1t=-ln(1-x)/k=-ln(1-0.8)/0.04621h-1=34.83h二级反应规律3. 某溶液含有 NaOH 和 CH3CO2C2H5,浓度均为 0.0100mol ·dm-3。
在308.2K时,反应经600s 后有55.0% 的分解。
已知该皂化反应为二级反应。
在该温下,计算:(1) 反应速率常数?(2) 1200s能分解多少?(3) 分解50.0%的时间?1 / 28传播优秀Word 版文档 ,希望对您有帮助,可双击去除!(c A解:(1) 反应为 NaOH +CH 3CO 2C 2H 5 → CH 3CO 2Na + C 2H 5OH该反应为二级且初浓度相同,故有 d c A /d t =kc A 2 , c A =c A0(1-x ), 积分后得k = (1/t )(1/c A -1/c A0) = x /tc A0(1-x )=0.550/[600s ×0.0100mol ·dm -3×(1-0.550)]=0.204 dm 3·mol -1·s -1(2) x =1/(1+1/ktc A0) = 1/[1+1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×1200s ×0.0100mol ·dm -3)]= 0.710 =71.0%(3) t 1/2= 1/kc A0 = 1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×0.0100mol ·dm -3) = 490s4. 溶液反应 A + 2B → 2C + 2D 的速率方程为 d c B /d t =kc A c B 。
物理化学习题解答(六)1、反应CO(g)+H 2O(g)==H 2(g)+CO 2(g)的标准平衡常数与温度的关系为lgK p ө=2150K/T-2.216,当CO , H 2O ,H 2,CO 2的起初组成的质量分数分别为0.30,0.30,0.20和0.20时,总压为101.3kPa 时,问在什么温度以下(或以上)反应才能向生成物的方向进行?解:x CO =0.30/28 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.081214x H 2O =0.30/18 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.12633 x H 2=0.20/2 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.758 x CO 2=0.20/44/(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.034454Q p =△G=-RTln K p ө+RTlnQ p =-RTln10(2150/T -2.216)+RTlnQ p=-8.314×2.30258×2150+8.314×2.30258×2.216T+8.314T ×ln2.54549 = -41158.8+50.19T<0,T<820K理想气体反应的等温方程式(1)方程式r m r m ΔΔln ln ln ppG G RT Q RT K RT Q =+=-+$$式中,r m ΔG 为任一指定状态(T 、p 、组成)下反应的摩尔吉布斯函数变,它是决定反应方向的物理量。
m r ΔG $为反应的标准摩尔吉布斯函数变,它是决定反应限度的物理量。
B B B Π(/)p Q p p ν=$为任一指定状态下的压力商。
K $为反应的标准平衡常数。
(2)应用判断在指定温度、压力及组成条件下的反应方向,即r m Δ0)p G Q K <<(即$ 时,反应正向可自动进行 r m Δ0)p G Q K ==(即$ 时,反应达到平衡r m Δ0)p G Q K >>(即$ 时,反应正向不能自动进行,逆向可自动进行54549.212633.0081214.0034454.0758.0222222=⨯⨯==O H CO H CO O H CO H CO x x x x p p p p2、PCl 5(g)的分解反应为PCl 5(g)==PCl 3(g)+Cl 2(g),在523K 和100kPa 下达成平衡,测得平衡混合物的密度ρ=2.695kg·m -3,试计算: (1) PCl 5(g)的解离度; (2) 该反应的K p ө和△r G өm 。
第六章化学动力学(三)计算题1. 293K时,敌敌畏在酸性介质中水解反应的速率常数为0.01127d-1。
若敌敌畏水解为一级反应,试求其水解反应的半衰期。
=ln2/ k =0.6931/0.01127d-1=61.5d解:t1/22.某人工放射性元素放出a粒子的半衰期为15h。
求该试样分解速率常数和分解80%所需的时间。
解:= 0.6931/15h=0.04621h-1放射性元素分解为一级反应,k=ln2/t1/2t=-ln(1-x)/k=-ln(1-0.8)/0.04621h-1=34.83h二级反应规律3. 某溶液含有NaOH 和CH3CO2C2H5,浓度均为0.0100mol ·dm-3。
在308.2K时,反应经600s 后有55.0% 的分解。
已知该皂化反应为二级反应。
在该温下,计算:(1) 反应速率常数?(2) 1200s能分解多少?(3) 分解50.0%的时间?(c A解:(1) 反应为 NaOH +CH 3CO 2C 2H 5 → CH 3CO 2Na + C 2H 5OH 该反应为二级且初浓度相同,故有 -d c A /d t =kc A 2 , c A =c A0(1-x ), 积分后得k = (1/t )(1/c A -1/c A0) = x /tc A0(1-x )=0.550/[600s ×0.0100mol ·dm -3×(1-0.550)]=0.204 dm 3·mol -1·s -1(2) x =1/(1+1/ktc A0) = 1/[1+1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×1200s ×0.0100mol ·dm -3)]= 0.710 =71.0%(3) t 1/2= 1/kc A0 = 1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×0.0100mol ·dm -3) = 490s4. 溶液反应 A + 2B → 2C + 2D 的速率方程为 -d c B /d t =kc A c B 。
20℃下,反应开始时只有两反应物, 其初浓度分别为0.01 mol ·dm -3和0.02 mol ·dm -3,反应26h 后,测定c B =0.01562 mol ·dm -3,试求k 。
解:因为c B,0=2c A,0,所以 c B =2c A ,代入速率方程得-d c B /d t =(k /2)c B 2移项积分后得k =2(1/c B -1/c B,0)/t =[2(1/0.01562-1/0.02)/26] mol -1·dm 3·h -1 = 1.078 dm 3·mol -1·h -15. 某二级反应 A + B → C + D 的初速率为0.10 mol ·dm -3·s -1,初浓度均为0.1 mol ·dm -3,试求k 。
解:速率 υ=kc A c B =kc A 2k = υ0/cA,0= 0.10 mol ·dm ·s /(0.1 mol ·dm ) = 10 dm ·mol ·s2 -3-1-3 2 3 -1 -16. 某零级反应 A → C + D 开始时只有反应物且浓度为0.1 mol ·dm -3,反应600s 后反应物的浓度变为0.05 mol ·dm -3,试求速率常数k 和反应的完成时间。
解:零级反应c A =c A ,0–ktk =(c A,0-c A )/t = (0.10-0.05) mol ·dm -3/600s = 8.333×10-5 mol ·dm -3·s -1t =c A,0/k =0.10 mol ·dm -3/(8.333×10-5 mol ·dm -3·s -1) = 1200s7.一种反应 A + 2B → C 的速率方程为 -d c A /d t =kc A c B 2。
在某温度下,反应按化学计量比进行。
试 推导出 A 的浓度与时间的关系式并求反应的半衰期。
解:c B =2c A ,代入速率方程得-d c A /d t =kc A c B 2= 4kc A 3积分得(c A -2- c A,0-2)/2=4kt即-2- c A,0 -2) = 8kt半衰期t 1/2=[(c A,0/2)-2- c A,0-2]/8k = 3/8kc A,02以下求级数:4 题8. 硝酰胺 N O 2NH 2 在缓冲溶液中分解的反应 NO 2NH 2 → N 2O(g) + H 2O ,实验得到如下规律:(1) 恒 温下,在硝酰胺溶液上方固定体积时,用测定 N 2O 气体的分压 p 来研究该分解反应,得到关系式 lg [p ∞/(p ∞ - p )] = k' t ,其中 p ∞为硝酰胺分解完全时的分压。
(2) 改变缓冲溶液的 pH 进行实验,得到直线 关系 lg t 1/2 = lg(0.693/k )-pH 。
试求该反应速率的微分式。
解:(1) 恒容时,硝酰胺的分解量与 N 2O 分压成正比。
因为开始时没有 N 2O ,p 0=0,根据实验结果 lg[p∞/(p ∞ - p )] = k' t ,即有 l g[(p ∞- p 0)/(p ∞ - p t )] = k' t ,此式为一级反应式 l g(p A ,0/p A )= k' t ,故反应对硝酰胺为1 级反应;(2) 根据实验结果:lg t 1/2 = lg(0.693/k )-pH =lg(0.693/k )+lg a (H +),即t 1/2 = 0.693/[k /a (H +)],准一级速率常数 k ’= k /a (H +),可知反应对 a (H +)为负 1 级反应,故反应速率的微分方 程应为υ=kc (NO 2NH 2)a (H +)-19. 乙醛热分解 C H 3CHO → CH 4+CO 是不可逆反应,在 518℃和恒容下的实验结果见下表初始压力(纯乙醛)0.400kPa0.200kPa 100 秒后系统总压0.500kPa0.229kPa试求乙醛分解反应的级数和速率常数。
解:设甲醛为 A ,因为是恒温恒容反应,可用压力代替浓度进行有关计算。
A → CH 4 + COt =0p A0 0总压 p =p A0t =tp Ap A0-p A p A0-p A总压 p =2p A0-p A所以 p A =2p A0-p反应级数可用多种方法求解。
比较简单的是积分法。
假设级数 n =1, 则k =ln(p A0/p A )/t =ln[p A0/(2p A0-p )]/t代入数据: k 1=ln[0.400/(2×0.400-0.500)]/100s=0.00288s -1 k 2=ln[0.200/(2×0.200-0.229)]/100s=0.00157s -1速率常数相差太多,可否定为一级反应。
-1 -1假设为二级反应,则 k =(p A -p A0) / t代入数据得:k 1=[(2×0.400-0.500)-1-0.400-1] kPa -1/100s =0.00833 kPa -1·s -1k2=[(2×0.200-0.229)-1-0.200-1] kPa-1/100s=0.00848 kPa-1·s-1速率常数非常接近,所以可认为是二级反应。
速率常数取+k2)/2 =0.00841 kPa-1·s-1。
平均值k=(k110.反应物A在某温度下反应时的浓度与时间关系见下表t / h0481216c A/( mol·dm-3)0.5000.4800.3260.2220.151(1) 用微分法和半衰期法分别求反应级数。
(2) 计算反应速率常数。
解:一级,0.0963h-111. 已知反应A + 2B →C 的速率方程为υ = kc Aαc Bβ。
在某温度下,反应速率与浓度的关系见下表:c A,0/( mol·dm-3) c B,0/( mol·dm-3) υ0 / ( mol·dm-3·s-1)0.1 0.1 0.0010.1 0.2 0.0020.2 0.1 0.004试求反应级数和速率常数。
解:将实验数据代入速率方程可得0.001 mol·dm-3·s-1=k(0.1 mol·dm-3)α( 0.1 mol·dm-3)β0.002 mol·dm-3·s-1=k(0.1 mol·dm-3)α( 0.2 mol·dm-3)β0.004 mol·dm-3·s-1=k(0.2 mol·dm-3)α( 0.1 mol·dm-3)β得α =2,β =1,k = 1 dm6·mol-2·s-1活化能(k~T):7题12.某化合物的分解是一级反应,其反应活化能E a= 163.3 kJ⋅mol-1。
已知427K 时该反应速率常数k = 4.3×10-2 s-1,现在要控制此反应在20 分钟内转化率达到80%,试问反应温度应为多少?解:已知T=427K 时k1=4.3×10-2s-1,E a=163.3kJ⋅mol-1。
求T2,需先计算1k2= -ln(1-x)/t = -ln(1-0.80)/1200s = 0.001341 s-1a 1ln k 2 = E a ( 1 - 1 ) k 1 R T 1 T 20.001341s -1 ln 163.3 ⨯ 1000J ⋅ mol -1 = ( 1 - 1 )0.043s -1 8.315J ⋅ K -1 ⋅ mol -1 427K T 2得 T 2 = 397 K13.在一恒容均相反应系统中,某化合物 A 分解 50%所需时间与初始压力成反比。
在不同初始压力和 温度下,测得分解反应的半哀期见下表:T /K9671030 p A,0/kPa 39.2048.00 t 1/2/s1520212(1) 求反应的级数和活化能。
(2) 求初压为60.00kPa 、温度为1000K 时反应的半衰期。
解:(1) 反应的半衰期与起始压力(即浓度)成反比,说明反应为二级反应。