第07章--基元反应动力学--习题及答案

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1、第七章基元化学反应动力学习题及答案1.N2O5在25℃时分解反应的半衰期为5.7h,且与N2O5的初始压力无关。试求此反应在25℃条件下完成90%所需时间。解：由题意知此反应为一级反应即完成90％所需时间为18.9h。2．异丙烯醚气相异构化成丙烯酮的反应是一级反应，其反应速率系(常)数与温度的关系为：k/s－1=5.4×1011exp(－122474J·mol－1/RT)，150℃下，反应开始时只有异丙烯醚，其压力为101325Pa，问多长时间后，丙烯酮的分压可达54kPa？解：k/S－1＝5.4×1011exp[－122474/8.314×（150＋273）]＝4.055×1

2、0－4据题意：t＝1877S3.双分子反应2A(g)B(g)+D(g),在623K、初始浓度为0.400moldm－3时,半衰期为105s,请求出(1)反应速率系数k10(2)A(g)反应掉90%所需时间为多少?(3)若反应的活化能为140kJmol-1,573K时的最大反应速率为多少?解：(1)r=k[A]2,t0.5=1/(2k[A]0),k=0.012dm3mol-1s-1(2)1/[A]–1/[A]0=2kt,t=945s(3)ln(k/k’)=(Ea/R)(1/T’-1/T),573K时k=0.00223dm3mol-1s-1,最大反应速率rmax=k[A]02=3.

3、6×10－4moldm-3s-1.4．450℃时实验测定气相反应3A+B→2C的速率数据如下；实验初压/Pa初速率－dpB/dt/(Pa/h)PA,0PB,01．1001.00　　　　　　0.01002．2001.000.04003．4000.500.0800(1)若反应的速率方程为r=kPAxPBy，求x、y及k。(2)求PA=150PaPB=0.75Pa时反应的速率。解：（1）把1、2两组数据分别代入速率方程r＝kpAX·pBY并相比，得：r1/r2＝(100/200)X即0.0100/0.0400＝（100/200）Xxlg1/2＝lg1/4所以x＝2r2/r3＝（200

4、/400）2·(1.00/0.50)y＝(1/2)2·2y即0.04/0.08＝（1/2）2·2y所以y＝1因为r＝kpAX·pBy＝kpA2pB所以k＝r/pA2pB代入第一组数据：k＝0.0100/1002×1得k＝1.00×10－6Pa-2·h-1(1)r＝kpA2pB＝1.00×10－6×1502×0.75＝0.0169Pah-15.某反应物A的分解反应为2级反应，在300K时，分解20%需要12.6min，340K时，在相同初始浓度下分解完成20%需3.2min，求此反应的活化能。解：由公式1/C－1/Co＝k2t得：1/[（1－20％）Co]－1/Co＝k2t①1/

5、(20％Co)－1/Co＝k2¢t¢②①比②得：k2t/k2¢t¢＝1，即k2/k2¢＝t¢/t＝3.2/12.610因为所以6.(7…7…4…7)恒容气相反应A（g）→D（g）的速率常数k与温度T具有如下关系式：ln（k/s-1）=24.00－（1）确定此反应的级数；（2）计算此反应的活化能；（3）欲使A（g）在10min内转化率达90%，则反应温度应控制在多少度？解：（1）题中所给k的单位为S－1,所以反应为一级反应。（2）lnk＝－Ea/R·1/T＋C与ln(k/S-1)＝24.00－9622/（T/K）相比较可得：Ea/R＝9622KEa＝9622K·R＝80.00KJ

6、·mol-1（3）由ln(k/s-1)＝24.00－9622/（T/K）得：0.2303＝24.00－9622/（T/K）T＝404.8K……………………p3053解：(1)2NH3==N2+3H2，四分子反应是不存在的，故逆向不是基元反应，根据微观可逆性原理，说明正向也不是基元反应。(2)N2O5==2NO2+1/2O210，反应分子数没有分数，故逆向不是基元反应，根据微观可逆性原理，正向也不是基元反应。(3)2H+2O==H2O2，四分子反应是不存在的，故正向不是基元反应，根据微观可逆性原理，说明逆向也不是基元反应。(4)2HI==H2+I2，理论和实践均证实该反应不是基元

7、反应。4解：kp=1.8×104(kPa·min)-1，说明是二级反应，-dc/dt=kcc2，-dp/dt=kpp2，p=cRT，则kc=kpRT=1.8×104×8.314×500=7.48×107mol-1·dm3·min-1p3162解：2A(g)+B(g)—→E(g),三分子反应，r=kcA2cBr1/2/r0=k(1/2cA,0)2(1/2cB,0)/(k(cA,0)2(cB,0))=1：83解：A—→B+C，总压t=0p0,Ap0,Bp0,Bp0=p0,A+2p0,Bt=tpt