物化学第十一章习题.pdf

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1、《物理化学》第十一章化学动力学第50页第十一章化学动力学一、知识要点1、内容概要2、基本要求【熟练掌握】（1）反应速率的定义和表达式；（2）根据质量作用定律写出基元反应速率方程式；（3）非依时计量学反应的反应速率方程式（微分式、积分式）及其特征（半衰期、直线关系、k的单位）；熟练应用速率方程式计算反应物的浓度或转化率，求k值；确定反应基数；（4）阿仑尼乌斯公式的应用，活化能的计算；（5）反应基数和反应分子数的区别；（6）典型复合反应速率方程式的近似处理方法；【正确理解】（1）催化反应的特点和类型，催化机理；（2）溶液中的反应（3）多相反应【一般了解】（1）光化学（2）势能面与

2、过渡状态理论。3、主要公式def（1）反应速率的定义：===/V=(1/BV)dnB/dt（2）反应速率的表达式：ab对于基元反应：aA+bB+…——产物，其速率方程应为-dcA/dt=kcAcB…a+b+…=反应分子数对于非基元反应：aA-bB-……+yY+Zz由实验数据得出的经验速率方程，一般也写成幂乘积形式：《物理化学》第十一章化学动力学第51页nAnBA=-dcA/dt=kcAcB…式中各浓度的方次nA、nB等，分别称为组分A和B等的反应分级数，量纲为一。反应总级数为n为各组分反应分级数之和：n=nA+nB+…n（3）符合通式-dcA/dt=kcA的各级反应

3、的速率方程及其特征级速率方程特征数微分式积分式k的单位直线关系t1/2-3-10-dcA/dt=kcA，0-cA=ktmolmscA～tcA，0/2k-11-dcA/dt=kcAln(cA，0/cA)=ktslncA～tln2/k12-3-1-1kc2-dcA/dt=kcA1/cA-1/cA，0=kt(molm)s1/cA～tA,01113-dc/dt=kc3kt(molm-3)-2s-113AA2c2c2～tAA,0c22kc2AA,01112n11n-dc/dt=kcnkt(molm-3)1-ns-11AAn1cn1cn

4、1～tn1kcn1AA,0cn1A,0A（4）阿仑尼乌斯方程和活化能dlnkEa阿仑尼乌斯方程的微分式为：dT2RT-1式中，Ea为阿仑尼乌斯活化能，单位是Jmol，它的定义式为def2dlnkEa===RTdTk2Ea11阿仑尼乌斯方程定积分式为：lnk1RT2T1利用此式可由已知数据求算所需得Ea、T或k。阿仑尼乌斯方程不定积分式为：EEalnkalnA或kAeRTRT式中A称为指数前因子或指前因子，又称为表观频率因子，其单位与k相同。若有一系列不同温度T下的速率常数k值，可作lnk～1/T图，应成一直线，由直线的斜率和截距

5、即可求得Ea和A。阿仑尼乌斯方程是表示k～T关系的最常用的方程，上面各式为其几种不同的形式。阿仑尼乌斯方程适用于基元反应和非基元反应，甚至某些非均相反应。但更精确的实验表明，若温度范围变化过大时，则阿仑尼乌斯方程会产生误差，这时下列方程能更好的符合实验数据：EkATBeRT《物理化学》第十一章化学动力学第52页二、习题p602~612-5-111.1反应SO2Cl2（g）——SO2（g）+Cl2（g）为一级气相反应，320℃时k=2.2×10s。问320℃加热90minSO2Cl2的分解分数为若干？1解：因为这是一个一级气相反应，所以lnkt1xA-5-1已知k=2.2×

6、10s，t=90min=90×60=5400s15所以lnkt2.21054000.11881xA11.126141xA1-xA=0.88798xA=0.1120×100%=11.20%11.2某一级反应A——B的半衰期为10min。求1h后剩余A的分数。解：依题条件t1/2=10minln20.6931因为一级反应半衰期的计算公式为t1/2kk-1所以k=0.6931/t1/2=0.6931/10=0.06931min1lnkt0.069311604.1591xA1641xA剩余A的分数为1-xA=0.0156=1.56%11.3某一级反

7、应，反应进行10min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需要多少时间？解：已知xA=30%=0.30t=10min1因为lnkt1xA1111所以ln10kkln0.03567min10.30100.7ln20.6931t1/219.43mink0.0356711.425℃时酸催化蔗糖转化反应：C12H22O11（蔗糖）+H2O——C6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖）的动力学数据如下：-3蔗糖初始浓度C0=1.0023moldm