物理化學(xué)第六章習(xí)題

P228-3某溶液含NaOH和CH3CO2C2H5，濃度均為0.0100mol·dm-3。在308.2K時(shí)，反應(yīng)經(jīng)600s后分解55.0%，已知該皂化反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)。在該溫下計(jì)算，(1)反應(yīng)速率常數(shù)(2)1200s后能分解多少。(3)分解50.0%的時(shí)間。解:反應(yīng)為：NaOH+CH3CO2C2H5

CH3CO2Na+C2H5OH第六章習(xí)題-1-(1)反應(yīng)速率常數(shù)為:1/cA=1/cA,0+kt反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)反應(yīng)可近似為恒容反應(yīng)，cA=cA,0(1-xA)k=1/t(1/cA-1/cA,0)=xA/[tcA,0(1-xA)]=0.550/[6000.0100(1-0.550)]=0.204dm3.mol-1.s-1(2)1200s后分解:xA

=1/(1+1/(ktcA,0)]=1/[1+1/(0.20412000.0100)]=0.71=71%-2-(3)分解50.0%的時(shí)間:t1/2=1/(kcA,0)=1/(0.2040.100)=490s-3-P228-6某零級(jí)反應(yīng)AC+D開(kāi)始時(shí)只有反應(yīng)物且濃度為0.1mol·dm-3，反應(yīng)600s后反應(yīng)物的濃度為0.05mol·dm-3，試求速率常數(shù)k和反應(yīng)的完成時(shí)間。反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)解:cA=cA,0-kt(1)反應(yīng)速率常數(shù)為:k=(cA,0-cA)/t=(0.10-0.05)/600=8.33310-5

mol.dm-3.s-1(2)反應(yīng)完成時(shí)間為:t=(cA,0-cA)/k=(0.10-0.0)/8.33310-5

=1200s-4-P229-9乙醛熱分解是不可逆反應(yīng)，在518C和恒容下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表，試求乙醛分解反應(yīng)的級(jí)數(shù)和速率常數(shù)。CH3CHO(g)CH4(g)+CO(g)初始?jí)毫?純乙醛)100s后系統(tǒng)總壓0.400kPa0.500kPa0.200kPa0.229kPaCH3CHO(g)CH4(g)+CO(g)解:t=0pA,000p總=pA,0t=100pA

pA,0-pA

pA,0-pA

p總=2pA,0-pA有：pA=

2pA,0-p總-5-反應(yīng)級(jí)數(shù)可以用積分法確定:設(shè)反應(yīng)為1級(jí)，ln(pA/pA,0)=-kt則

k=ln(pA,0/pA)/t=ln[pA,0/(2pA,0-p總)]/t

代入數(shù)據(jù)：

k1=ln[0.400/(20.400-0.500)]/100=0.00288s-1

k2=ln[0.200/(20.200-0.299)]/100=0.00157s-1速率常數(shù)相差大，否定為一級(jí)反應(yīng)。-6-設(shè)為2級(jí)反應(yīng)：pA-1=pA,0-1+kt則

k=(pA-1-pA,0-1)/t=[(2pA,0-p總)-1-pA,0-1]/t

代入數(shù)據(jù)：

k1=[(20.400-0.500)-1-0.400-1]/100=0.00833kPa.s-1

k2=[(20.200-0.299)-1-0.400-1]/100=0.00848kPa.s-1速率常數(shù)非常接近，可認(rèn)為是二級(jí)反應(yīng)。

k=1/2(k1+k2)=0.00841kPa.s-1-7-P229-11已知反應(yīng)A+2BC的速率非常為u=kcAacBb。反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系見(jiàn)下表：試求反應(yīng)級(jí)數(shù)和速率常數(shù)。cA.0/(mol.dm-3)0.1cB.0/(mol.dm-3)0.1u0/(mol.dm-3.s-1)0.0010.20.10.0020.10.20.004-8-解:將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入速率方程0.001

=k(0.1)a(0.1)b0.002

=k(0.1)a(0.2)b0.004

=k(0.2)a(0.1)bk

=1dm6.mol-2.s-1

a

=2；b=1；反應(yīng)級(jí)數(shù)為

a+

b=3-9-P229-12某化合物的分解是一級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)活化能Ea=163.3kJ·mol-1。已知427K時(shí)該反應(yīng)速率常數(shù)k=4.310-2s-1，現(xiàn)在要控制此反應(yīng)在20min內(nèi)轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%,試問(wèn)反應(yīng)溫度應(yīng)為多少？解:k=ln(cA,0/cA)/t反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)可近似為恒容反應(yīng)，cA=cA,0(1-xA)k=-ln(1-xA)/t=-ln(1-0.8)/(2060)=0.001341s-1-10--11-P229-15某藥物分解30%即為失效，若放置在3℃的冰箱中保質(zhì)期為兩年,某人購(gòu)回此新藥物，因故在室溫(25℃)下擱置了兩周，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此藥物是否已經(jīng)失效？已知該藥物分解百分?jǐn)?shù)與初始濃度無(wú)關(guān)，且分解活化能Ea=130.0kJ·mol-1。解:k=ln(cA,0/cA)/t由于該藥物分解百分?jǐn)?shù)與初始濃度無(wú)關(guān)，故反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)可近似為恒容反應(yīng)，cA=cA,0(1-xA)t/k=-ln(1-xA)=常數(shù)t1/t2=k2/k1