第六章 化学动力学习题参考答案

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1、第六章化学动力学习题答案1.某放射性元素经14天后，活性降低了6.85%。试求：（1）该放射性元素的半衰期；（2）若要分解掉90%，需经多长时间？解：放射性元素的衰变符合一级反应规律。设反应开始时，其活性组分为100%，14天后，剩余的活性组分为100%-6.85%，则：2．已知某药物在体内的代谢过程为某简单级数反应，给某病人在上午8时注射该药物，然后分别经过不同时刻t测定药物在血液中的浓度c（以mmol•L-1表示），得到如下数据：t/h481216c/(mmol•L-1)0.4800.3260.2220.151如何确定该药物在

2、体内代谢过程的反应级数？该反应的速率常数和半衰期分别是多少？解：此题可用尝试法求解反应级数。先求出不同时刻的：t/h481216-0.744-1.12-1.51-1.89以对t作图，得一直线，相关系数为0.9999，所以此为一级反应，即n=1。直线的斜率为-0.0957，则有此反应的速率常数为0.0957h-1；半衰期。3．蔗糖在酸催化的条件下，水解转化为果糖和葡萄糖，经实验测定对蔗糖呈一级反应的特征：14蔗糖（右旋）果糖（右旋）葡萄糖（左旋）这种实验一般不分析浓度，而是用旋光仪测定反应过程中溶液的旋光角。反应开始时，测得旋光角。

3、在t=8min时，测得旋光角。到时，即蔗糖已水解完毕，这时旋光角。由于葡萄糖的左旋大于果糖的右旋，所以最后溶液是左旋的。试求该水解反应的速率系数和半衰期。解：一级反应的积分式为：式中是蔗糖的起始浓度与其在t时刻的浓度之比。由于旋光度与溶液的浓度成正比，因此可以利用旋光度之比来代替溶液的浓度比，即：其中：（）代表反应开始的旋光度，（）代表在t时刻的旋光度。4．氯化醇和碳酸氢钠反应制取乙二醇：CH2OHCH2Cl(A)+NaHCO3(B)CH2OHCH2OH+NaCl+CO2已知该反应的微分速率方程为：，且测得在355K时反应的速率常

4、数。试计算在355K时：(1)如果溶液中氯乙醇、碳酸氢钠的初始浓度相同,，氯乙醇转化95%需要多少时间？(2)在同样初始浓度的条件下,氯乙醇转化率达到99.75%需要多少时间？(3)若溶液中氯乙醇和碳酸氢钠的开始浓度分别为，，氯乙醇转化99.75%需要多少时间？14解：（1）由速率方程知反应为二级反应,且两反应物开始浓度相同,则（2）同理（3）因为两反应物开始浓度不同,则5．某蛋白质P在某分子伴侣C帮助下进行折叠。未折叠的蛋白Pu先与C生成中间产物PC（该过程为平衡过程，正向和逆向反应速率常数分别为k1和k-1），中间产物PC经过

5、分解形成折叠的蛋白Pf，该步反应很慢，折叠过程可表示为：推导其折叠动力学方程。解：反应由最后一步决定，所以6．已知某药物分解反应为一级反应，在1000C时测得该药物的半衰期为170d。该药物分解20%为失效，已知100C时其有效期为2a（按700d计）。若改为室温下（250C）保存，该药物的有效期为多少天？解：147．对于一级反应，试证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应情况又如何？解：对于一级反应有对于二级反应有148．某连续反应，其中k1=0.1min-1，k2=0.2min-1。反应刚

6、开始时A的浓度为1mol×L-1，B、C的浓度均为0。（1）求当B的浓度达到最大时的时间tmax；（2）该时刻A、B、C的浓度分别为多少？解：（1）B浓度达到最大时的时间（2）tmax时刻各反应组分的浓度：9．某物质A的分解是二级反应。恒温下反应进行到A消耗掉初浓度的1/3所需要的时间是2min，求A消耗掉初浓度的2/3所需要的时间。解：10．在某化学反应中随时检测物质A的含量，1h后，发现A已作用了75%。（1）若该反应对A来说是一级反应，试问2h后A还剩多少没有作用？（2）若该反应对A来说是零级反应，求A完全作用所需的时间？解

7、：（1）对于一级反应有142h后，剩余A的质量分数为w，（2）对于零级反应有C0–C=kt11．某化合物A能分解成B和C。用作图法分析在某温度下所得的下列数据，判断该反应是对峙、平行或连续反应，并写出反应式。t(h)0102030405060∞cA(mol·L-1)10.3680.1350.04980.01830.006740.002430cB(mol·L-1)00.1560.3990.6040.7480.8420.9031cC(mol·L-1)00.4760.4660.3460.2340.1510.0950解：作图，为连续反应A

8、®C®B。■■■■▲■◆◆◆▲■◆◆▲▲▲▲■◆▲t(h)020406010.80.60.40.2C(mol/L)12．某一级反应在340K时完成20%所需时间3.2min，而在300K时同样完成20%需时间12.6min，试计算该反应的活化能。1