万洪文《物理化学》教材习题解答

81 102 14 0 180 224

求该反应的级数。

解:r= k p n , 由ln {t1/2}对ln{ p0}作图,直线的斜率为 –1.8,.求出n=2.8

8-15. 二氧化氮的热分解为二级反应,已知不同温度下的反应速率系数k的数据如下: T/ K

592 603.2 627 651.5 656

k/(mol-1cm3s-1)

522 755 1700 4020 5030

(1)确定反应速率系数与温度的函数关系式;

(2)求500K和700K时的反应速率系数。

解:(1)由ln{ k}对1/T作图,直线的斜率为 –1.36×104 K, 截距为29.13 .求出

(2) k(500) = 7.4 mol-1.cm3.s-1, k(700) = 1.72×104mol-1.cm3.s-1

8-16. 在100 cm3的反应器中盛有H2和Cl2,以400 nm 的光照射反应器,实验测得Cl2吸收光能的速率为1.1×10-6 J s-1。 照射1 min 后,测得Cl2的分压由27.3 kPa降至20.8 kPa

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(已校正为273K) 。求产物HCl的总量子效率。

解:△n(Cl2)=△pV/(RT)=2.86×10-4mol , 吸收光子 n = Iat / (Lhc/λ) = 2.2×10-10 mol ,

量子效率=△n(Cl2)/ n=2.6×106

8-17 在0.059 dm3的反应器中盛有气态丙酮,在840K下,以313 nm 的光照射,发生下列分解反应: (CH3)2CO + hν → C2H6 + CO

已知入射光能为48.1×10-4 J.s-1,而丙酮吸收入射光的分数为0.195, 照射7 h后反应气体的压力由 102.16 kPa变为104.42 kPa 。试计算该反应的量子效率。

解:△n(丙酮)=△pV/(RT)=1.91×10-5 mol,吸收光子 n = Ia tη/ (Lhc/λ) = 6.18×10-5 mol

量子效率=△n(丙酮)/ n=0.309

8-18. 丁二酸钠(S)在酶(E,丁二烯脱氢酶)的作用下,氧化生成反丁烯二酸钠。依次改变丁二酸钠浓度下,测得相应的初速率,数据如下:

[S] / (10-3mol dm-3)

10.0 2.0 1.0 0.5 0.33

r0 / (10-6 mol dm-3s-1)

1.17 0.99 0.79 0.62 0.50

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求反应的极限速率和米氏常数。

解:)由1/ r0 对1/[S]作图, 直线的斜率为 0.39×103 s, 截距为0. 83×106 (mol dm-3s-1)-1 .求出极限速率rm=1.2×10-6mol dm-3s-1 , 米氏常数4.7×10- 4mol.dm-3

8-19 乙烷催化氢化反应可表示如下:

在464K时测得有关数据如下:

p(H2) / kPa

10 40 20 20

p(C2H6) / kPa

3.0 3.0 3.0 1.0 r / r0

4.10 0.25 1.00 0.32

其中r 代表反应速率,r0 是当p(H2) = 20 kPa 和 p(C2H6) = 3.0 kPa时的反应速率。若反应的速率公式可表示为

试根据上列数据求出m和n的值。

解:ln{r}= ln{k}+ nln{ p(H2)}+ m ln{ p(C2H6)} ,解方程得n = - 2, m = 1

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8-20 下述反应被酸催化:

若反应的速率公式可表示为

r = k [ Co(NH3)5F2+]α[H+]β

在一定的温度及初始浓度条件下测得两组分数寿期数据如下:

T / K

298 298 308

[Co(NH3)5F2+/(mol.dm-3)

[H+] / mol.dm-3

t1/2 / (102s)

t1/4 /(102s)

0.1 0.2 0.1

0.01 0.02 0.01

36 18 18

72 36 36

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