第十一章 化学动力学 余训爽
k?2?11?3?1?1????1.0785dm?mol?h 26?0.01560.02?11.15 反应2NOCl(g)→ 2NO(g)+ Cl2(g)在200℃下
的动力学数据如下:
t/s
[NOCl]/mol·dm-3
0 0.0200
200 0.0159
300 0.0144
500 0.0121
反应开始只有NOCl,并认为反应能进行到底。求反应级数n及速率常数k。
解:尝试法(或假设法) ,若此反应为二级,则
111??kt,即~t作图呈线性关系。 cAcA,cA0将上表数据处理如下:
t/s
0
200 62.893
300 69.444
500 82.645
(1/[NOCl])/ dm3·mol-1 50.000
由上图可知此反应为二级反应,且k = 0.0653 dm3·mol-1·s-1。
11.16 NO与H2进行如下反应:
2NO2(g)+ H2(g)→ N2(g)+ H2O(g)
在一定温度下,某密闭容器中等摩尔比的NO与H2混合物在不同初压下的半衰期如下:
p0/kPa
50.0 95
45.4 102
38.4 140
32.4 176
26.9 224
t/min
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第十一章 化学动力学 余训爽
求反应的总级数。
解:在题设条件下,pA,0?1dpp0,速率方程可写作??kpn 2dt根据半衰期和初始浓度间的关系
2n?1?1 lnt1/2??1?n?lnp0?lnk?n?1?上表处理数据如下:
3.2189 4.5539
3.1224 4.6250
2.9549 4.9416
2.7850 5.1705
2.5990 5.4116
1-n= -1.44,即n = 2.44≈2.5,总反应级数为2.5级。 11.17 在500 ℃及初压为101.325 kPa时,某碳氢化合物的气相分解反应的半衰期为2 s。若初压降为10.133 kPa,则半衰期增加为20 s。求速率常数。
解:根据所给数据,反应的半衰期与初压成反比,该反应为2级反应。
k?11?6?1?1??4.93?10Pa?s 3t1/2p02?101.325?1011.18 在一定条件下,反应H2(g)+Br2(g)→ 2HBr(g)F符合速率方程的一般形式,即:
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第十一章 化学动力学 余训爽
1dcHBrn1n2n3v??kcHcc 2Br2HBr2dt在某温度下,当c(H2)= c(Br2)= 0.1 mol·dm-3及c(HBr)= 2mol·dm-3时,反应速率为v,其它浓度的速率如下表示: 实验序号
1
2 3 4
c(H2) 0.1 0.1 0.2 0.1
c(Br2) 0.1 0.4 0.4 0.2
c(HBr)
2 2 2 3
反应速率 v 8v 16v 1.88v
求反应的分级数n1、n2和n3。
解:根据速率方程和表格数据即有:
16v?0.2?由数据3/1有:??,即n1?1 ?8v?0.1?28v?0.4?由数据2/1有:???,即n2?1.5
v?0.1?n1n1.88v?0.2??3?由数据4/1有:?,因为n1.5?1,即n3??1 ????v?0.1??2?dcAn1n211.19 某反应A + B →C的速率方程为-?kcAcB,测得dt实验数据如下: 实验序号 cA,0/ mol·dm-3 cB,0/ mol·dm-3 t/h cA,t/
5.15 0.095
11.20 0.08
1000 0.05
500 0.1
1
2
0.1
0.2
1 0.1
2 0.1
3 0.1
4 0.2
n2n3第 23 页 共 61 页创建时间:错误!未指定书签。
第十一章 化学动力学 余训爽
mol·dm-3
求A和B的分级数n1、n2及速率常数k。 解:尝试法,假设为二级反应,则有
cA,10?cA,0-x?ln?kt
cA,-ccc-x?0B,0B,0?B,0求出k为一常数即n1+n2= 2,且k = 9.96dm3·mol-1·h-1 再有数据1、2、3求出n2= 1,则n1= 1。 所以: n1= 1 n2= 1 k =
9.96dm3·mol-1·h-1
11.20 对于级反应A→产物,使证明
1/2 (1)c1/2A,0?cA12?1kt 2 (2)t1/2?2k?2?1c1/2A,0
?解:(1)根据题意本题的速率方程为
?c1A,dcAdcA?k,即有?1/2=kdt dtcA积分有:??ct1dc=kdt A11/2?0A,0cA1/22?c1/2?cAA,0??-kt
1/2所以有:c1/2kt A,0?cA?12(2)当t=t1/2时,cA=cA,0,代入上式得
?11/2?c1/2?A,00??cA,?2?1、212?1kt1/2 2所以有:t1/2?2k?2?1c1/2A,0
?11.21 恒温、恒荣条件下发生某化学反应:2AB(g)→A2
(g)+ B2(g)。当AB(g)的初始速率分别为0.02mol·dm-3和0.2 mol·dm-3时,反应的半衰期分别为125.5s和12.55s。求该反应的级数n及速率常数kAB。
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