物理化学-化学动力学答案

第十一章化学动力学

1. 反应为一级气相反应，320 oC时

■-12 . ： . ' o问在320 oC加热90 min宀十-的分解分数为若干？

解：根据一级反应速率方程的积分式

£

二c扎Q exp [- kt) =>1- —= 1 - exp(- kt)

g

=1-

exp2

.2x1

0^

x540

0)=1

1

20%

答: SO他

的分解分数为11.2%

2. 某一级反应一一■一的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。解：同上题，

工=exp (- fo)= rap(- 3600 xki 2/600)=1.56%

答：还剩余A 1.56%。

3. 某一级反应，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：根据一级反应速率方程的积分式

No

◎ I 臥。丿 心

ln2 ln2 ^in ― — —f] 皿 k 1 ln(0.7)

答：反应掉50%8时19.4 min 。

4. 25 oC 时，酸催化蔗糖转化反应

CjjHjgOjj + H a 0 ->C 祖匕5 + C 6H u O e

的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c

为1.0023 mol dm 3,时刻t 的浓度为c ）

使用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化 95%幕

时若干？

利用判断该反应为一级反应,

-19 4 min

sucrose glucose fructose

..^=3.53xl0-3nun

蔗糖转化95濡时「YmT 亠-

5. N -氯代乙酰苯胺1一」」异构化为乙酰对氯苯胺

-1-'- -'-1- - I 为一级反应。反应进程由加 KI 溶液，并用标准硫代硫酸

Mh

101 11

2 3 4 6 8 ^(Na^S 2 O, r a^)/cm 3 49.3

35.6

25.75

18.5

14.0

7.3

4.6

计算速率常数，以表示之。 c(S^-)=0.1mol dm"

解：反应方程如下

拟合公式

In — =-3.53x10^

ln2

-196.4 min

0 I?

2-

2S2O3 + I2 ------ 2S20g +21一

根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的

i/h

0 I111 1 2 103x^/mol l 4.930| 3.560| 2.575E 町叫粗扎J

0 I1-0.3256

-

0.6495 -(

作图1—“

+ KC1+K0H+ I2

x10

:-m : o

6 •对于一级反应，使证明转化率达到 87.5%所需时间为转化率达到50%所需时

间的3倍。对于二级反应又应为多少？

Q [

dr 二 1 j —— = 1- esq?[一 竝）n 上=一一In （1 -盘） %

k

q _ 111（1-^） _ In （1-0.875）_3 匚=比（1_禺）-ln （l-a5）=

E _ 砒〔1 -斶）_ 0.875x0.5 巧 斶（1-函）0.5x0 125

7. 偶氮甲烷分解反应

CH 3NNCH 3.(g)^C 2H fi (g)+N a (g)

为一级反应。287 oC 时，一密闭容器中初始压力为21.332 kPa, 1000 s 后总压为

22.732 kPa ，求「二匸。

解：设在t 时刻.的分压为p ，

C 比 NNCH 屆)T C 代 @)+N 应)

解：转化率二定义为

门」，对于

级反应,

对于二级反应,

1

X

kc L 辰扎°

（1 -

1000 s 后-:- -- -■■■,对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成：

8. 硝基乙酸在酸性溶液中的分解反应

(NOjCHfOOH ->CH3NO a+ C0a (g)

为一级反应。25 oC, 101.3 kPa下，于不同时间测定放出的CO(g)的体积如

下

1 ”母

| 2.28 || 3.925.9218-421

| 11.92 || 17.47

| ^/cm3| 4.09 |1 8.05

12.02 1 16.01 1 1 20.02

| 24.02I 28.94反应不是从：开始的。求速率常数。

解：设放出的CO(g)可看作理想气体，硝基乙酸的初始量由】⑴时放出的

CO(g)算出：

曲101.325X103X28.94X10^「”门I

n(. -=------------------------------------ = 1 1830xlO mol

RT8.314x298 15

2.28

3.92 5.92842111.92

17.47

—=exp = - l]n {—--

丹£I处丿—In 19,932

1000 U1.332；

ln2

= 1.02x10*

= 6 79xl0_i