物化課后習(xí)題第10章化學(xué)動(dòng)力學(xué)

精選文檔第八章化學(xué)動(dòng)力學(xué)——課后習(xí)題解答難度級(jí)別：基礎(chǔ)★，基礎(chǔ)2★，綜合3★，綜合4★，超綱5★對(duì)于作業(yè)：公式有必需切記，但是平常作業(yè)時(shí)最好是自己著手推導(dǎo)出比較簡(jiǎn)單的公式，而不是直接翻書，找到公式，套公式，這樣的解題方式不值得提議。1．（基礎(chǔ)★）氣體反響22=SO22為一級(jí)反響。在-5-1。求半衰期和反響2hSOCl+Cl593K時(shí)的k=2.2010×s后分解的百分比。ln20.69331500s（計(jì)算有點(diǎn)偏差31507s），解：t1/2k2.20105lnc0xkt2.2105236001.584101c0c01，x1.17161c0x1.1716c01.1716100%14.65%x1c02．（基礎(chǔ)★）鐳原子演變?yōu)橐粋€(gè)Rn和一個(gè)α粒子。它的半衰期是1622年，反響是一級(jí)。問1g無水溴化鐳RaBr2在10年內(nèi)能放出多少Rn？Rn的量用0℃，標(biāo)準(zhǔn)壓力下的體積（cm3）來表示。解：kln2/t1/20.692/16224.273104a1，lnc0xkt4.273104104.273103，c0c01.00428c0x1g無水溴化鐳的物質(zhì)的量為在同一個(gè)密閉的容器中

10.00259mol，也就是溴離子物質(zhì)的量3860.002591.00428x1.105105mol0.00259x故1g無水溴化鐳在10年內(nèi)能放出在0℃，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下Rn的體積為V=1.105－533×10×22.4×10=0.248cm【討論】（1）元素周期表應(yīng)看作為一個(gè)常用的工具備在身旁，Ra的原子量為226，溴的原子量為80；（2）單位是靈巧的，能夠依據(jù)詳細(xì)的狀況而定，目的則是為了方便計(jì)算；（3）無水溴化鐳RaBr2不是氣體？這樣在濃度表達(dá)上有問題嗎？4．（基礎(chǔ)★★）某二級(jí)反響在a=b時(shí)，經(jīng)過500s原始物作用了20％，問原始物作用60％時(shí)須經(jīng)過多少時(shí)間？馬鞍山，尹中興，2007，zhenxingyin@.精選文檔0.2c00.2解：k0.8c0500c0(c00.2c0)500作用60％需用的時(shí)間為0.6c0ktc0500c0(c00.6c0)t，∴t=0.23000s0.8c05000.4c0【討論】（1）有a=b這樣的化學(xué)反響嗎？除了原子衰變/演變？（2）這個(gè)題目有什么實(shí)質(zhì)意義？（3）建議在解題的過程中自己著手推導(dǎo)二級(jí)反響的c-t關(guān)系式，而且最幸虧開始就寫出二級(jí)反響的c-t公式來。5．（綜合3★）“一個(gè)反響進(jìn)行完滿所需時(shí)間是2t1/2”這類說法對(duì)嗎？反響物濃度降低75％所需時(shí)間，對(duì)（1）零級(jí)反響；（2）一級(jí)反響；（3）二級(jí)反響各為t1/2的幾倍？答：這類說法不正確，因?yàn)榘胨テ谑欠错懳锖馁M(fèi)一半所需的時(shí)間，不是一個(gè)反響進(jìn)行完滿的一半時(shí)間，所以一個(gè)反響進(jìn)行完滿所需的時(shí)間不可以夠能是簡(jiǎn)單的2個(gè)半衰期的時(shí)間。（那么推斷一下，反響完滿的時(shí)間是大于仍是小于2t1/2，或許不用然？）（1）零級(jí)反響：t0.75c0，t1/2c0，∴t/t1/21.5，反響物降低75％所需的時(shí)間為其t1/2的k2k1.5倍；（2）一級(jí)反響：t1c01c011ln4，ln2lnc0xklnln0.25kt1/2，k0.25c0kk∴t/t1/2ln4/ln22，反響物降低75％所需時(shí)間為其t1/2的2倍；（3）二級(jí)反響：t1gxx)1g0.753，t1/21，kc0(c0k0.25c0kc0kc0∴t/t1/23，反響物降低75％所需時(shí)間為其t1/2的3倍【討論】這道題特別好，挺有啟迪性，能夠幫助我們加深對(duì)半衰期的理解，比較三類反響的特點(diǎn)，下邊作一個(gè)簡(jiǎn)單的概括（建議同學(xué)們都自己著手達(dá)成）：（1）零級(jí)反響：xkt，半衰期t1/2c0，與初步濃度相關(guān)，且成正比；2k（2）一級(jí)反響：c0kt，半衰期t1/2ln2lnx，與初步濃度沒關(guān)；c0k（3）二級(jí)反響：xkt，半衰期t1/21c0(c0x)，與初步濃度相關(guān)，且成反比；kc0這里重點(diǎn)的問題是，我們能否對(duì)此給出一個(gè)解說，幫助理解為何級(jí)數(shù)不一樣樣的反響，半衰期的特點(diǎn)不一樣樣呢？反響的級(jí)數(shù)在不一樣樣的條件下能否會(huì)發(fā)生變化？6．（基礎(chǔ)★★）證明一級(jí)反響達(dá)成99.9％所需時(shí)間是其半衰期的10倍。證：t1lnc01lnc01ln1000，t1/2ln2，kc0xk0.001c0kk.精選文檔∴t/t1/2ln1000/ln29.96610，∴一級(jí)反響達(dá)成99.9％所需時(shí)間為其t1/2的10倍【討論】有人采納以下方法證明，大家分析能否合理——1112證：設(shè)原始濃度為1，則系統(tǒng)經(jīng)過一個(gè)半衰期反響了，經(jīng)過兩個(gè)半衰期反響了，22221010依此類推，經(jīng)過10個(gè)半衰期反響了11L111110.999，22221024也就是說經(jīng)過10倍半衰期的時(shí)間，一級(jí)反響達(dá)成了99.9％，以上每步都是能夠反推的，所以命題得證。8．（基礎(chǔ)★★）在760℃加熱分解NO。當(dāng)NO初步壓力p=38.66kPa時(shí)，半衰期為255s，p=46.66kPa2200時(shí)，半衰期為212s。求反響級(jí)數(shù)和時(shí)p0=101.3kPa的半衰期。解：利用公式nlg(t1t2)1lg(255212)10.9822，1p0)lg(46.6638.66)lg(p0∴反響為2級(jí)反響1t1/2c0p0，∴t1/2p0t1/238.66255∵t1/2，∴c0p0p097.62skc0t1/2101.325【討論】（1）平常不是分?jǐn)?shù)級(jí)數(shù)的時(shí)候，能夠直接利用各級(jí)反響半衰期的特點(diǎn)來判斷反響的級(jí)數(shù)。以此題為例，我們不考慮分?jǐn)?shù)級(jí)數(shù)，那么依據(jù)半衰期的特點(diǎn)能夠直接判斷是二級(jí)反響，因?yàn)閠1/2與p0成反比關(guān)系；（2）我以為最好認(rèn)識(shí)N2O的分解反響方程。9．（應(yīng)用★★）過氧化氫稀溶液在催化劑KI的存在下按下式分解：KI1H2O2H2O2O2(g)25℃，101.3kPa下，測(cè)得不一樣樣時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O2的體積以下表。（1）試證明此反響為一級(jí)；（2）求該反響在25℃時(shí)的半衰期和速率常數(shù)。t/min05102032547484VO2/cm302140.662.474.283.185.985.9解：利用一級(jí)反響的公式1c0，c∞∞c0tx所以k1lnVV0，Vo=o，V∞=85.9cm3，利用題目數(shù)據(jù)，tVVtt/min05102032547484VO2/cm302440.662.474.283.185.985.9k/min-10.06550.06400.06480.06230.0634能夠看出k基礎(chǔ)上為一常數(shù)，k=0.0640min-1，為一級(jí)反響，.精選文檔（2）該反響在25℃時(shí)的半衰期：t1/2ln210.83mink【討論】（1）1mol氣體，從0℃變?yōu)?5℃，體積變化多少？（2）這是特別典型的例子，能夠作為實(shí)驗(yàn)素材；（3）此題值得研究，比方，書籍就沒有對(duì)于本習(xí)題的例子，怎么解？還要時(shí)間間隔怎么確立？11．（綜合應(yīng)用4★）反響ABC在必然溫度下反響速率的數(shù)據(jù)以下：第一次實(shí)驗(yàn)（p0,A=100kPa，p0,B=0.4kPa）t/min034.569.0138∞pc/kPa0750.4第二次實(shí)驗(yàn)（p0,A=400kPa，p0,B=0.4kPa）t/min034.569.0∞pc/kPa00.30.3750.4求（1）此反響的速率方程dpabCAB中的a和b值；（2）反響比速k。dtkpgp解：（某學(xué)生作業(yè)中的解答）由第一次實(shí)驗(yàn)圖及數(shù)據(jù)可得：dpckpAapBbk100a0.4b0.24①dt40由第二次實(shí)驗(yàn)圖及數(shù)據(jù)可得：dpckpAapBbk100a0.4b0.05②dt5②/①得，4a=1.6667a=0.3685≈0.5b=1（這個(gè)過程實(shí)在是看出來其邏輯線路，憂如但是為了湊答案，這樣做很不好）故k=0.00201min-1·kPa-1/2解：（參照答案）第一仔細(xì)分析反響的條件，p0,A與p0,B比較，能夠發(fā)現(xiàn)兩次實(shí)驗(yàn)p0,A?p0,B，所以，能夠以為在反響過程中p0,A向來不變，作為一個(gè)常量來辦理dpckpAapBb就能夠改寫為dpckpBbdtdt對(duì)于第一次實(shí)驗(yàn)，速率方程為dpcabb的值，方dt100kpB，于是此刻必然依據(jù)供給的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確立法就是第一察看數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，此后用試一試法，試一試著確立反響的級(jí)數(shù)。第一除去是零級(jí)反響的可能性，把數(shù)據(jù)進(jìn)行辦理t/min034.569.0138∞-ln(0.4-pc)/kPa0.9161.6092.3030.375∞以-ln(0.4-pc)為縱坐標(biāo)，以t為橫坐標(biāo)，可得一條直線，故b=1所以，在實(shí)驗(yàn)條件下，反響變?yōu)榱艘患?jí)反響，但是兩次反響有所差別第一次實(shí)驗(yàn)的速率方程為ln0.4100akt，0.4pc第二次實(shí)驗(yàn)的速率方程為ln0.4400akt，0.4pc把兩組數(shù)據(jù)（34.5,0.2）、（34.5,0.3）分別代入上邊的式子，并除，得a=0.5所以反響的速率方程dpCabdtkpAgpB中a=0.5，b=1；.精選文檔（2）把（34.5,0.2）和a=0.5，代入ln0.4100akt，得k=0.002kPa-1/2·min-10.4pc【討論】1）仔細(xì)察看條件，找出特點(diǎn)，并做一些近似辦理。2）近似辦理是我們?cè)诳萍佳芯恐虚g常常要用到的方法，常常能夠解決很多復(fù)雜的問題。這一點(diǎn)希望大家慢慢習(xí)慣，并掌握它。3）自然，在做了近似辦理獲取一些重要結(jié)論此后，一般還需要實(shí)驗(yàn)來考證它們，假如沒法用實(shí)驗(yàn)來考證，那么就不是絕對(duì)可信的。12．13．（綜合題3★）反響ABC分以下二步進(jìn)行：2A?DDBAC第一步速率很快，可達(dá)到均衡，均衡常數(shù)為Kc。求dcc/dt與濃度關(guān)系的速率方程。解：KccDcDKccA2cA2dcCdtkKccA2cBkcA2cB，此中kkKc【討論】（1）這樣的解題過程過于簡(jiǎn)單，有些象是為了對(duì)付了事的滋味，不利于從解題中加深對(duì)前面理論知識(shí)的理解；（2）題目給出的兩個(gè)分步反響，依據(jù)題意都是基元反響，故此能夠依據(jù)反響方程直接寫出速率方程。（3）所謂的解題技巧是依據(jù)詳細(xì)的狀況應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，有時(shí)還需要?jiǎng)?chuàng)辦性地應(yīng)用。解：因?yàn)榈谝徊剿俾屎芸?，故此在必然的時(shí)間范圍內(nèi)能夠以為反響處在均衡態(tài)中，dcD=0，既能夠依據(jù)反響方程來求出的cD表達(dá)式，也能夠依據(jù)均衡條件來求，故KccDcDKccA2，又dcCdtkKccA2cBkcA2cB，此中kkKccA214．活化能的大小與反響速率有什么關(guān)系？反響速率隨溫度的變化與活化能有什么關(guān)系？答：活化能愈大，則速率常數(shù)k愈小，反響速率愈慢；反響速率隨溫度的變化與活化能的關(guān)系有dlnkEdTRT2（這樣的回答明顯過于簡(jiǎn)單，要求解讀這個(gè)公式）。dlnkE【討論】活化能E是反響進(jìn)行的阻攔，E愈大，則k愈小，故反響速率愈慢；由公式dTRT2可知，跟著溫度高升，k增大，反響速率加速，但是對(duì)于E較大的反響，溫度對(duì)其影響不如E較小的反響那么明顯。18．（綜合題3★）反響H2I2T/K556-1-1)4.45×10-5k/(mol·l·s

2HI在不一樣樣溫度下速率常數(shù)k值以下：5766296667007811.32×10-42.52×10-31.41×10-26.43×10-21.34（1）試用作圖法求活化能.精選文檔2）求頻次因子A。3）求442℃時(shí)的速率常數(shù)。解：第一求出各溫度下的1/T和lgk：T/K556576629-1-1)－5－4－3k/(mol·L·s4.45×101.32×102.52×10-13-11.79861.73611.5898T×10/Klg[k/(mol-1-1)]-4.3516-3.8794-2.5986·L·s利用所求數(shù)據(jù)作圖：（略）（1）lgk對(duì)1/T作圖，得向來線，斜率為：

666－2700－27811.41×106.43×101.341.50151.42861.2804-1.8508-1.19180.1271E(1.8508)(3.8794)8647，E165566Jgmol12.303R(1.50151.7361)103E(2.5000)(3.8794)8836.64，E169196Jgmol12.303R(1.58001.7361)103v167381Jgmol1EEEElge（2）QkAgeRTlgklgAlge，lgAlgk11.3121RTRTA2.05161011Lgmol1gs1E167381（3）kAgeRT2.05161011e8.3147150.12186Lgmol1gs1【討論】要習(xí)慣利用圖形來獲取合用的信息或數(shù)據(jù)，而不是但是經(jīng)過計(jì)算來解決問題。兩個(gè)擁有相同頻次因子的二級(jí)反響為2A→B（1）2C→D（2）反響（1）的活化能比反響（2）的活化能大10.46kJ·mol－1。100℃時(shí)，反響（1）從初始濃度為-10.1mol·l反響30％需60min。問在相同溫度下，反響（2）從初始濃度為-1反響70％需時(shí)多少？0.05mol·l解：（某生的解答，過程過于簡(jiǎn)單，這是很多同學(xué)范的相同的缺點(diǎn)；）Ek1E2E11046010460已知kAgeRTeRTe8.314T，k1k2ge8.314T①，，k2由二級(jí)反響公式知：xc0kt②xc0)c0(1xc010460①代入②得：ke8.314Tt，c0(1xc0)2gg0.3010460k20.1e8.314T602.0833Lgmol1gmin1(10.30).精選文檔又由式子②得：t20.7022.40min(10.70)0.052.0833K1C22.有一平行反響：ABK2在916℃時(shí)，k1=4.65s-1，k2=3.74s-1。（1）求A轉(zhuǎn)變90％所用時(shí)間。（2）證明對(duì)A耗費(fèi)的反響，活化能Ek1E1k2E2。k1k2（3）已知反響的活化能E1g1g120kJmol，E226kJmol，求總反響的表觀活化能。解：（1）lnaln1x(k1k2)t，ax1a1111tlnln0.2744(s)k2x4.653.74k1110.90adcBdlnk1E1dk1k1E1（2）對(duì)第一個(gè)反響：k1cAdtdTRT2dTRT2dcCk2cAdlnk2E2dk2k2E2對(duì)第二個(gè)反響：dtdTRT2dTRT2對(duì)總反響：dcAdcBdcCdln(k1k2)Edtdtdt(k1k2)cA，dTRT2d(k1k2)(k1k2)Ed(k1k2)dk1dk2dTRT2，又QdTdTdT(k1k2)Ek1E1k2E2Ek1E1k2E2RT2RT2RT2k1k23）E4.65200003.742600022675Jgmol14.653.74【討論】（1）數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)注意哪些問題？比方，書寫格式的問題，符號(hào)使用的問題，取精準(zhǔn)值的問題，這些都是一些小問題，又常常碰到，但是大家都不重視，也不知道有什么標(biāo)準(zhǔn)，也不知所從，所以也就比較隨意；（2）應(yīng)當(dāng)好好研究一下幾種重要的反響種類，而不是簡(jiǎn)單地記著公式了事。（3）可逆反響的表觀活化能與單向反響的活化能的關(guān)系？23．臭氧分解反響2O33O2可能的反響機(jī)理為：垐k1垎O快(1)O3噲k1垐O2k22O2慢(2)OO3.精選文檔（1）用穩(wěn)態(tài)近似法導(dǎo)出d[O3]2k1k2[O3]2dtk1[O2]k2[O3]（2）當(dāng)[O2]較大時(shí)，由上式導(dǎo)出d[O3]k[O3]2[O2]1，式中k2k1k2。dtk1（3）已知臭氧分解反響的表觀活化能為119.2kJ·mol-1，O3和O的標(biāo)準(zhǔn)生成焓△fHθ分別為142.3和247.4kJ·mol-1，而且不隨溫度變化，求速控步（2）的活化能E2。假定△H△≈U。解：（1）d[O]k1[O3]k1[O2][O]k2[O3][O]0，[O]k1[O3]dtk1[O2]k2[O3]d[O3]2k2[O3][O]2k2k1[O3]2①②dtk1[O2]k2[O3]（2）①式能夠?qū)懗桑篸[O3]2k2k1[O3]2/k1[O2]dt1k2[O3]/k1[O2]當(dāng)[O2]較大時(shí)，1k2[O3]1，故有：k1[O2]d[O3]2kk[O3]22[O2]12k2k1dt21gk[O3]，式中kk1k1[O2]（3）對(duì)k取對(duì)數(shù)lnkln2lnk2lnk1lnk1，dlnkdlnk2dlnk1dlnk1dTdTdTdTEE2E1E1，EE2E1E1RTRTRTRTE1E1UHfHOfHO3247.4142.3105.1kJ/molE2EH119.2105.114.1kJ/mol【討論】24．（綜合題4★）乙烯在汞蒸氣存在下的氫化反響是：C2H4H2C2H6此反響的一個(gè)可能的機(jī)理是：Hgk1Hg2HH2HC2H4k2C2H5C2H5k3C2H6HH2HHk4H2.精選文檔H*和C2H5可按穩(wěn)態(tài)法辦理。試證明速率方程是：d[C2H6]k[Hg]1/2[H2]1/2[C2H4]dt證：因?yàn)镠*和C2H5可按穩(wěn)態(tài)法辦理（兩者為活化分子），故d[H]d[C2H5]0，dtdt由第三個(gè)反響，得d[C2H6]k3[C2H5][H2]①，dt由第二、三個(gè)反響，得d[C2H5]][C2H4]k3[C2H5][H2]0②，dtk2[H由題干給出的四個(gè)反響，得d[H]k1[Hg][H2]k2[H][C2H4]k3[H2][C2H5]k4[H]20③dt又由②式，得k2[H][C2H4]k3[C2H5][H2]，把它代入③式，解得[H]k1[Hg][H2]k4上式代入②式中，解得k3[C2H5][H2]k2[H][C2H4]k2k1[Hg][H2][C2H4]k1k22[Hg]1/2[H2]1/2[C2H4]k4k4d[CH6]1/21/2kk2聯(lián)合①式，最后得2k[Hg][H2][C2H4]，此中k12dtk4【討論】（1）速率方程與化學(xué)反響方程式系數(shù)之間的關(guān)系？（2）比方，對(duì)于反響HgH2k1Hg2H，求d[H]？得d[H]k1[Hg]1/2[H2]1/2或1k1[Hg][H2]？都不是，就是dtdt2d[H]k1[Hg][H2]；基元反響中不可以夠出現(xiàn)分?jǐn)?shù)系數(shù)，即不可以夠出現(xiàn)這樣的方程式，如dt11H2k11H。又如對(duì)于HHk4H2，能寫成Hk41Hg2HgH2嗎？明顯是不可以夠222的。（3）開支了約60min，這樣明顯是有問題的。25．（應(yīng)用題，★★★）依據(jù)H2和Cl2反響的以下機(jī)理，試推導(dǎo)出生成HCl的速率方程：k1Cl2k2ClH2

2ClHClHHCl2k3HClCl.精選文檔ClCl