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《物理化学（pmph）练习思考－化学动力学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第七章难题解析学生口测题学生口测答案难题解析[TOP]例6-1乙烷裂解制取乙烯的反应如下：C2H6—C2H4+H2,已知1073K时的速率常数^=3.43s_,,问当乙烷的转化率为50%和75%时分别需要多长时间？解：从速率常数斤的单位知该反应为一级反应。则乙烷转化50%所需的时间(即半衰期)为*2=ln2/^=ln2/3.43=0.202s乙烷转化75%需时解法一/()95=lln^-=—In——血=0.404s025kcA3.43(1-75%)ca0解法二转化75%也就是把转化了50%后余下的反应物再转化50%o而对一级反应来说，反应物的
2、转化率与开始浓度无关，达到相同转化率所需时间是相同的，因而/o.25=2/
3、/2二2x0.202二0.404s。例6-2氯化醇和碳酸氢钠反应制取乙二醇：CH2OHCH2CI(A)+NaHCOs(B)—►CH2OHCH2OH+NaCl+CO2已知该反应的微分速率方程为：-dcA/d/=kcAcB,且测得,355K时反应的速率常数A=5.20moF^Lh^o试计算在355K时:(1)如果溶液中氯乙醇、碳酸氢钠的开始浓度相同，％()=CB,o=1.20mol・LT,氮乙醇转化95%需要多少时间？(2)在同样开始浓度的条件下，氯乙醇转化率达到99.7
4、5%需要多少时间？(3)若溶液中氯乙醇和碳酸氢钠的开始浓度分别为Ca.o=1.20mol・L=cb.o=1.50呃1丄7。氯乙醇转化99.75%需要多少时间？解：(1)由速率方程知反应为二级反应，且两反应物开始浓度相同，则1z11、1r11.caIZ.=—()=[]=3.04h1kciCa.()5.20(l-95%)xl.2O1.20(2)同理^=—(—)=—!—[!]=63.9h-kCaca()5.20(l-99.75%)xl.2O1.20(3)因为两反应物开始浓度不同，则1ICbqCa1,1.50x(l-99.75%)xl.20~1n~1
5、nA:(cao-cbo)caocb5.20x(1.20-1.50)1.20x(1.50-1.20x99.75%)=2.82h[讨论]比较“和b的数值可以看出，多转化4.75%所需要的时间为60.86小时，为转化95%所需时间的20倍。这是由于浓度对二级反应速率的影响比一级反应的影响大，转化同一百分数，开始浓度愈低则速率愈慢，所需吋间愈长。而从"的数值看到，增加另--反应物的浓度，达到与⑵相同的转化率所需吋间大为减少。这同样是由于浓度对二级反应的速率影响较大的缘故。例6-3在330.55K时，某化合物在溶液中分解，得到以下一些数据，试确定该化合
6、物分解反应的级数以及反应速率常数。CA,()/molL_,0.501.102.483.21t肌4280885174104解：以InZi/2对lncA,o作图得一直线，经回归后得：截距=6.98,斜率=-2.00,相关系数—0.999。则1-2,即“3,该分解反应为三级反应。对于三级反应，有仏=3/(2仏()2),即叽21叫()，故：任卜截距=6.98^a=1.40x10'3mor2L2-s_1例6-4茵梔黄注射液的有效期预测。该注射液是茵陈、山梔和黄岑经提取后制成的复方静脉注射液。注射液中黄岑不稳定，所以以其主要成分黄岑忒的含量作为质量控制
7、标准。用薄层色谱法结合紫外分光光度法测定含量。加速试验在373.15,363.15,353.15和343.15K遮光进行。实验结果下表所示，茵梔黄注射液在不同温度下时间/与含量c的关系373」5K363」5K353.15K343」5Kt(h)c(%)t(h)c(%)t(h)c(%)Kh)c(%)0100.000100.000100.000100.00194.80685.931292.062494.67386.421082.102482.563692.11577.122067.74367&03558&20769.232561.324871.84
8、7284.741058.146066.249680.62注射液降解至10%即失效，求该注射液在室温(298.15K)下的贮存期©9。解：由题所给数据作Inc-t图得四条直线，表明该注射液的降解是表观一级反应。直线回归后由直线的斜率可得各温度下的速率常数数据如下：7VK373.15363.15353.15343」5i/rxio3/k_12.6802.7542.8322.914Ar/h-15.403X10-21.901X10-26.809X10-32.256x10-3InA:-2.9182-3.9628-4.9895-6.0942根据Arrhen
9、ius公式：讥勻讪一昱，以Ink-1/T作直线回归，得截距为33.321,斜率为-13529,相关系数RTr=0.999。则298.15K时13529k=33.
