中南大学物化课后习题答案-7--章-化学动力学.docx

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1、第7章化学动力学1．以氨的分解反应2NH3====N2＋3H2为例，导出反应进度的增加速率与，，之间的关系，并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关。解：∴，，2．甲醇的合成反应如下：CO＋2Ｈ2=====CH3OH已知，求，各为多少?（答案：2.44，4.88mol·dm-3·h-1）解：，3．下列复杂反应由所示若干简单反应组成，试根据质量作用定律写出以各物质为准的速率方程式。(1)(2)(3)(4)解：(1)，，(2)(3)(4)4．理想气体反应2N2O5→4NO2＋O2，在298.15K的速率常数

2、k是1.73×10-5ｓ-1，速率方程为。(1)计算在298.15K、、12.0dm3的容器中，此反应的和即各为多少?(2)计算在(1)的反应条件下，1s内被分解的N2O5分子数目。（答案：（1）7.1×10-8，-1.14×10-7md·dm-3·s-1（2）1.01×1018）解：（1）mol·dm-3mol·dm-3·s-1∴mol·dm-3·s-1（2）1.4×10-7×12.0×6.022×1023=1.01×1018个分子5．已知每克陨石中含238U6.3×10-8ｇ，He为20.77×10st

3、1:chmetcnvUnitName="cm"SourceValue="6"HasSpace="False"Negative="True"NumberType="1"TCSC="0">-6cm3(标准状态下)，238U的衰变为一级反应：238U→206Pb＋84He由实验测得238U的半衰期为＝4.51×109y，试求该陨石的年龄。（答案：2.36×109年）解：每克陨石中含He：mol最开始每克陨石中含238U的量：mol现在每克陨石中含238U的量：mol衰变速率常数：∴6．303.01K时甲酸甲酯在8

4、5%的碱性水溶液中水解，其速率常数为4.53mol-1·L·s-1。(1)若酯和碱的初始浓度均为1×10-3mol·L-1，试求半衰期。(2)若两种浓度，一种减半，另一种加倍，试求量少者消耗一半所需的时间为多少。（答案：220.8，82.36s）解：(1)甲酸甲酯的水解反应为二级反应，且当酯和碱的初始浓度相等时，其速率方程可化为纯二级反应速率方程形式：故：(2)且当酯和碱的初始浓度不相等时为混二级反应，将反应简写为：A+B→产物设t=0时：2×10-30.5×10-30即：cA,0=2×10-3mol·L-1，

5、cB,0=0.5×10-3mol·L-1，则动力学方程为：对B：当cB=0.5cB,0时，必有：cA=1.75×10-3mol·L-1，所以对B而言：7．在1100K，测得NH3在W上起催化反应的数据如下：NH3的初压p0/Pa35330173327733半衰期t1/2/min7.63.71.7(1)试证明该反应近似为零级反应；(2)求速率常数ｋ0。（答案：38.66Pa·s-1）解：(1)对于纯零级反应，其半衰期为，则用尝试法计算k0如下：Pa·s-1;Pa·s-1Pa·s-1k0值基本为常数，因此为零级反

6、应。(2)该反应的速率常数k0值可取以上3个计算值的平均值：k0=38.56Pa·s-18．1033K时Ｎ2O的热分解获得如右数据：ｐ０／Pa3866347996ｔ1/2／s265216求：(1)反应级数；(2)起始压强ｐ０＝Pa时的半衰期。（答案：二级，101.6s）解：(1)因t1/2与p0有关，故不可能是一级反应。用零级试尝：，得：k0,1=72.95及k0,2=111.10用二级试尝：，得：k2,1=9.76×10-8及k2,2=9.65×10-8显然应为二级反应，平均：k2=9.71×10-8(Pa

7、·s)-1(2)当p0=Pa时，9．300K时N2O5分解过程中测得不同时刻N2O5的压强如下：ｔ／ｓ0142284426pN2O5／Pa7999339997199989999（１）求反应级数和速率常数；(2)100ｓ时N2O5的转化率及瞬时速率。（答案：（1）一级，4.88×10-3s-1（2）38.6%，237.7Pa·s-1）解：N2O5→N2O4+0.5O2(1)按一级反应动力学公式试算得：t/s014224842600.6931.382.078k/s-10.004880.004860.00486故为一

8、级反应，平均：k=0.00487s-1(2)t=100s时0.00487×100=，∴pN2O5=49166Pa转化率=(79993-49166)/79993=38.54%rN2O5=0.00487×49166=239.4Pa·s-110．777K时二甲醚分解实验测得如下数据，试用微分法确定反应CH3OCH3→CH4＋CO＋H2的级数。ｔ／ｓ0390665119522