物理化學第十一章課后題答案

1、第十一章 化學動力學3某一級反應，反應進行10min后，反應物反應掉30%。問反應掉50%需多少時間？解：根據(jù)一級反應速率方程的積分式答：反應掉50%需時19.4 min。6 偶氮甲烷分解反應 CkPa，1000 s后總壓為22.732 kPa，求初始壓力為21.332。t解：設在 時刻p的分壓為 ，1000s后的氣相反應，可以用分壓表示組成：8 某一級反應，初始速率為。求 和初始濃度，1 h后速率為。解：一級反應的速率方程11某二級反應，兩種反應物的初始濃度皆為，經(jīng)10min后反應掉25 %，求 。解：由于A和B的計量系數(shù)和初始濃度相同，因此在反應過程中令，由速率方程的積分式的18 H (g

2、) (g)2(g)22在某溫度下，當c c 及c c 2 時，反應速率33HBrHBr2222為v，其他不同濃度時的速率如下表所示。)333H220.10.12v0.20.20.10.40.40.22231.88v求反應的分級數(shù)。按圖所給的式子 d HBr nk HBrHBrn1n23dt22 得知，在某一時刻的反應速率是取決于 HBrHBr，及3n1nn222,n 及nn。123 d HBrk(0.1moldm ) (0.1moldm ) (2moldm ) v（1）（2）（3）（4）3 n3 n3 n123dt d HBrk(0.1moldm ) (0.4moldm ) (2moldm )

3、 v3 n3 n3 n123dt d HBrk(0.2moldm ) (0.4moldm ) (2moldm ) 16v3 n3 n3 n123dt d HBrk(0.1moldm ) (0.2moldm ) moldm ) v3 n3 n3 n123dt將（1）除以（2）得 dm318n2 dm3得到 n 2同理可得n 1，n 113，開始時反應物A與B的物質(zhì)的量相等，沒有產(chǎn)（2）對A、B皆為1級。解：用 表示A的轉(zhuǎn)化率。對于（1），反應的速率方程為對（2），由于A與B的初始濃度相同，速率方程為，解：在（1）的情況下，速率方程化為在（2）的情況下，假設A和B的固體足夠多，則在反應過程中氣相中

4、A和B的濃度不變，既反應速率不變，因此26雙光氣分解反應為一級反應。將一定量雙光氣迅速引入一個280 C的容器中，751s后測得系統(tǒng)的壓力為2.710kPa；經(jīng)過長時間反應完了后系統(tǒng)壓力為4.008 kPa。305 C時重復試驗，經(jīng) 320 s系統(tǒng)壓力為2.838 kPa；反應完了后系統(tǒng)壓力為3.554 kPa。求活化能。解：根據(jù)反應計量式，設活化能不隨溫度變化28n級氣相反應的速率方程可以表示為： dcAk c ，c Andt也可以表示為 dpk p 。阿倫尼烏斯活化能的定義式為：E RTdlnk。n2AdtdTcAa若用k 計算的活化能記為E k 計算的活化能記為E caVpa,p應的E

5、E n)RT .a,paV證明：理想氣體 由 dcAdtk c 可得 k ，那么積分可得nAnc AccA11111 1k c n1 ct n1 ptn1cn1A,0n1pn1A,0AA1111同理可得：k n1 ptpn1A,0pn1Adk ()n1dk那么用k 計算的活化能： E 2c2p,AcaVdkk 計算的活化能：pE a,p2pd k /k ()n1對于理想氣體反應：E E n) .2ppa,paV32 某藥物分解反應的速率常數(shù)與溫度的關系為8938ln(k/h )20.401T /K(1)在30時，藥物每小時的分解速率是多少？(2)若此藥物分解30%時即認為失效，那么藥物在30下

6、保存的有效期為多長時間？(3)欲使有效期延長到兩年以上，則保存溫度不能超過多少度？解：（1）T=30+273.15 K=303.15 K，那么由89388938ln(k/h )20.4020.401T /K303.15可以得到 k 1.1310 h41c（2） t 3.156 hk t 3AA,0cAcA,00.7c（3）,并且 t=17520 h， k 2.04105k tAAA8938那么由ln(k/h )20.40 可以得到 T=13.32。1T /K33 某一級對行反應為：46054605ln(k /s )9.210，lnK 9.210, K k /k1T /KT /K111且c ，c

7、 。試計算：33A,0B,0（1）逆反應的活化能；（2）400K時，反應10s時A, B的濃度c ，cAB（3）400K時，反應達平衡時的A, B的濃度c ，cA,eB,e4605解：（1）由 K ln(k /k )k k =9.210lnk1111T /K14605lnK 9.210T /K9210可以得到 lnk 18.420 ，則逆反應的活化能1T /KdlnkE RT76.59kJmol211dTa（2） ，那么可以得k 0.1，k T 400K1111再有kt ln ， x 63.2%，x lnkt11x1x11A1AA11反應10s時A的濃度c c 63.2%)c 10%0.2molAA,0B,0反應10s時B的濃度c c 10%)c 63.2%0.35molBB,0A,04605T /K（3）反應達平衡時lnK 9.210，T 400KK 10.0 c /cB,0Acc而 , c 10cBeKBeAec /cA,0BABAe由物料守恒可知c c 0.55mol ，可以得到A,eB,ec dm3，c dm3A,eB,e34某反應由相同初始濃度開始到轉(zhuǎn)化率達2040 C時為15min，60 C時為3min。試計算此反應的活化能。解：根據(jù)Arrhenius公式由于對于任意級數(shù)的化學反應，如果初始濃度和