物理化学解题指导
2n?1?12n?1?11?nt1???Ap0 n?1n?1pA0kA(n?1)(p0/2)kA(n?1)2取对数 lnt1/2?lnA?(1?n)lnp0
ln(t1/2 /min)以lnt12~lnp0作图,得一直线,斜率为1-n,求得n≈3。 或用下述公式
n?1?ln(t12/t1'2)'ln(p0/p0)
5.85.65.45.25.04.84.64.44.2 Data linear fitting ln t1/2=11.24-1.73ln p0 reaction order=33.23.33.43.53.63.73.83.94.04.1ln(p0/kPa)代入各组数据,求出n值,然后取平均值得n?3。
N7. 已知某反应的速率方程可表示为r?k[A]?[B]?[C]?,请根据下列实验数据,分别确定该反应对各反应物的级数?、?和?的值并计算速率系数k。
r0/(10-5 mol·dm-3·s-1) [A]0/(mol·dm-3) [B]0/(mol·dm-3) [C]0/(mol·dm-3)
5.0 5.0 2.5 1.41
0.010 0.010 0.010 0.020 0.005 0.005 0.010 0.005 0.010 0.015 0.010 0.010
解: 根据反应的速率方程,将四组实验数据代入得
5.0?10?5?k?0.010??0.005??0.010? (1) 5.0?10?5?k?0.010??0.005??0.015? (2) 2.5?10?5?k?0.010??0.010??0.010? (3) 14.1?10?5?k?0.020??0.005??0.010? (4)
(1)/(2)得1?(0.01/0.015)?,解得??0
(1)/(3)得2?(0.005/0.010)??(1/2)?,解得???1
(4)/(1)得14.1/5?(0.020/0.010)??2?,??ln(14.1/5)ln2?1.5 (3)式取对数ln(2.5?10?5)?lnk?1.5ln0.010?ln0.010 lnk?ln(2.5?10?5)?1.5ln0.010?ln0.010??8.294
解得k=2.5×10-4(mol·dm-3)1/2·s-1
N8. 某抗菌素在人体血液中呈现简单级数的反应,如果给病人在上午8点注射一针抗菌素,然后在不同时刻t测定抗菌素在血液中的浓度c(以mg/100cm3表示),得到如下数据:
t/h
c/( mg/100cm3) (1) 确定反应级数;
(2) 求反应的速率常数k和半衰期t1/2;
(3) 若抗菌素在血液中的浓度不低于0.37 mg/100cm3才为有效,问约何时该注射第
二针?
解: (1) 以lnc对t作图,得一直线,说明该反应是一级反应。数据见下表:
312
4 0.480 8 0.326 12 0.222 16 0.151
第十章 化学动力学
t/h
ln[c/( mg/100cm3)]
4 ?0.734
8 ?1.121
12 ?1.505
16 ?1.890
作图如右所示。直线的斜率为?0.09629。
(2) 直线的斜率m=?(k/h-1)= ?0.09629, 所以k = 0.09629 h-1。
t1/2?ln2ln2??7.