1、第九章化學動力學題1反響2At P是二級反響，A消耗1/3的時間和消耗掉 2/3的時間相差9秒，求反 應半衰期。題2A和B之間發生的反響為二級反響，反響速率系數k與溫度T具有關系37284.4ln(k/dm3 mol J min)27.383T /K 計算該反響的活化能。 在283K時，假設A和B的初始濃度均為 0.006 mol dm-3，求反響的半衰期。-5-3-1“U0 = 1.00 X0 mol dm s , 1題3某液相反響在溫度 T時為一級反響，初始速率 小時后的速率為3.26 XI0-6 mol dm-3 s-1。試求速率系數kT = ?反響的半衰期t2 = ?初始濃度C0 =

2、?題4氧乙烯的熱分解為一級反響，在378C半衰期為363min，在480C半衰期為262min ,求378 C和480 C分解75%所需的時間及活化能。題5今有氣相反響2A(g) t 2B(g)+C(g)，此反響的半衰期與反響物A(g)的起始壓力成反比。實驗測得：在溫度 900K時，反響物A的起始壓力為39.20kPa，所對應的半衰 期t2(900K)為1520s;溫度為1000K時，反響物 A的起始壓力為 48.00kPa時，半衰期t2 (1000K)為 212s。計算上述反響在 900K與1000K下的速率系數k。在1000K下，將反響物A(g)放入抽空的密閉容器中，起始壓力為53.33k

3、Pa,試求當系統總壓達64.00kPa時所需的時間。在某溫度T下，將反響物A(g)放入抽空的密閉容器中，起始壓力為53.33kPa,當系統總壓達64.00kPa時所需的時間為100s，求此反響溫度為多少度？題6.反響2A+B 2t2AB的速率方程為:dCABdt-kCA CB2假定反響機理為:A+B2 k1,Ei_. AB+BA+b k2,E2_； AB2B k3,EJ B2并假定：k2>>k1>> k3(1) 請按上述機理，引入合理近似后，導出速率方程；并證明(2) 導出表觀活化能Ea與各元反響活化能的關系；dCB21 dCABdt = 2dT(3) 假定表觀活化能為

4、114.86kJ?mo1,并600K時，當反響物的初始濃度Ca,o = 2.00mol?dm-3； c(B2)o=1.OO >10-4mol?dm-3，測得 B2 的半衰期為 3.00min，請計算在 400K，當CA,o=0.400mol?dm-3, c(B2)o=0.200mol?dm-3,使 B2轉化百萬分之一需多少時間?答案1xA1.題解:對二級反響t aTk2a1- Xa11/31 1A消耗掉1/3的時間t1/3二k?a1-1/32 k?a12/31A消耗掉2/3的時間t2/3 -=2 1k2a1-2/3k2a由題意得t2/3 _t2/3 =(2冷)139s2k2a 2k2a1

5、所以t1/2 = 6s1/2 k?a1 1 12. 題解:(1) Ea = 7284.4K 8.314 J mol- K- = 60.562 kJ mol-(2) ln(k/dm3 mol J min)=一 7284.427.383 二 1.643283-3-1-1k (283K)= 5.171 dm mol min1 1所以 t1/2311= 32.23mink?a 5.仃 1dm mol min x 0.006mol dm3. 題解: 由一級反響速率方程 ut= kT ct知：初始速率U0 = 1.00 W-5mol dm-3 冷-1 = kT C0(a)-6-3 -11 小時后的速率ut

6、 = 3.26 10 mol dm s = kT ct(b)由式(a), (b)聯立： “二吐二 0.326CoUo又 t = 1h = 3600s，由Cl =e"kTt 得：kT = 3.11 SV。 S-229 1°3s將kT沁1代入式得：初始濃度co唱=0.032伽。54.題解:因為對一級反響t1/2ln2，所以(tl/2 )1(t1/2 ) 2kA,2k A,1于是有(t1/2)1 ln(t1/ 2 )2k A , 1EaRkA將(ti/2)i = 363min , Ti = 651K ; ( ti/2)2 = 262min , T2 = 753K 代入上式得 Ea

7、=13.028kJ mol-1。在378C分解75%所需的時間為 2X363min =726min ;在480C分解75%所需的時間2 X262 min = 524min 。15.題解:根據題給條件，反響為二級反響，故ti/2。900K時，k(900K)=kpA,o1.68 氷0-5 kPa-1 s-1； 1000K 時，k(1000K)=9.83 X10-5kPa-1 s-1。2A(g) t 2B(g) + C(g) t = 0 時：Pa,000t = t 時：Pa,0 - pxpxPx/2Pa,0 = 53.33kPap 總=(pa,0 - px) + px + px/2 = pa,0 +

8、px/2那么有 px = 2 (p 總-53.33 kPa) =21.34kPa而pA = ( pA,0 - px) =(53.33-21.34)kPa =31.99kPa。在 1000K 下，丄二 kt ，那么pApA,0=127.25sPa,o Pa 53.33kPa -31.99kPaPa,oPak 53.33kPa 31.99kPa 9.83 10kPa s' 首先求活化能Ea與k(T):因為是二級反響，所以有k(T) +(1一1"蠱53)"25 10kPa 1再根據阿侖尼烏斯方程：有"器務啟十亍)，代入數值;,9.83 10'kPasJE

9、a,11 、In5i 1()1.68 10 kPa s &314J mol K J 1000K900K1解得：Ea=132.20kJ mol-。再由%(爲吐(T即 ln1.25 10：kPa : s：132200J mol (丄一，得9.83 10 kPa s 8.314J mol K T 1000KT = 1015K。6題解(1)dcABdt-k1CACB2k2cAcdCBdt-ktCACB2 _ k?CACB - 2k3cbd c因k2>>k1，對B應用穩態近似法 B = 0 ,故由式(b)得dtk1 CA CB2/CaCb -2k3C； =0(b)(c)因k2>

10、>k1, B為活潑中間物,Cb應很小，又因k2>>k1>>k3，式(c)最后一項可略去，那么將(d)代入(a)得其中k1 cacb2dCAB-k2CA CB = 02k1CA Cb2 = kCA Cb2dtk = 2k1dCB22k1 CA CB2 - k3CB dt同理，因Cb小，且k1>>k3,上式右端第二項略去，那么dCB2k1cAcBdtB2比擬式(e)與(h)得到dCB21 dCAB(2)由式(f )，dt 2 dtdlnk dlnk1那么旦dTdTRT2E1RT2(d)(e)(f )(g)(h)(j)(k)所以Ea = E1。dCB2dt=

11、 kiCACB2 = kiCA,oCB2，那么對 B2 為假一級反響。所以t1/2ki(600K)ln2' 。k1 CA,0ln2t1 /2CA,0ln2由式(k): Ea k& 1再由ln "kA ,2= 114.86kJ minw=0.1155mol" dm3 min 3.00min 2.000mol dmJIn0.1155mol,1 1、()求 ki(400K)，即R T2 T1k1 (400K)d31dm min解之得 k1(400KH 1.155 10*dm31當 CA,0 - 2cB2,0，那么 CB2- CB2,0 - 2 (CA,0(114.86 103J molJ) (400K-600K)(8.314J mol JK J) 600K 400KJn