题目

第七章 电化学7.1 用铂电极电解CuCl2溶液。通过的电流为20A,经过15min后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu?(2)在的27℃,100kPa下阳极上能析出多少体积的的Cl2(g)?解:电极反应为:阴极:Cu2+ + 2e- → Cu 阳极: 2Cl- -2e- → Cl2(g)则:z= 2根据:Q = nzF=It因此:m(Cu)=n(Cu)× M(Cu)= 9.3.6×10-2×63.5.6 =5.927g又因为:n(Cu)= n(Cl2) pV(Cl2)= n(Cl2)RT因此:7.2 用Pb(s)电极电解PbNO3溶液。已知溶液浓度为1g水中含有PbNO31.66×10.2.。通电一定时间后,测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g,其中含有PbNO31.151g,计算Pb2+的迁移数。解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阳极区溶液中Pb2+的总量的改变如下:n电解后(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n迁移(Pb2+)则:n迁移(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n电解后(Pb2+)n电解(Pb2+)= n电解(Ag) = n迁移(Pb2+)=6.1.0×10-3+1.537.10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol解法2:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阳极区溶液中的总量的改变如下:n电解后()= n电解前() + n迁移()则:n迁移()=n电解后()- n电解前()n电解后()=n电解前()=n迁移() = 6.950×10-3-6.150×10-3 = 8.00×10-4mol则: t(Pb2+)= 1 - t()= 1 – 0.521 = 0.4797.3.用银电极电解AgNO3溶液。通电一定时间后,测知在阴极上析出0.078g的Ag,并知阳极区溶液中23.376g,其中含AgNO30.236g。已知通电前溶液浓度为1kg水中溶有7.39g 解:设在t时刻CH3NNCH3(g)的分压为p,即有:1000 s后2.-p=22.732,即p = 19.932kPa。对于密闭容器中的气相反应的组成可用分压表示:1..7 基乙酸在酸性溶液中的分解反应(NO2)CH2COOH→CH3 NO2(g)+ CO2(g)为一级反应。25℃,1.1.3 kPa下,于不同时间测定放出的CO2(g)的体积如下:t/min2.283.925.928.421..9217.47∞V/cm34.098.0512.0216.0120.0224.0228.94 反应不是从t=0开始的。求速率常数。解:设放出的CO2(g)可看作理想气体,硝基乙酸的初始量由t=∞时放出的CO2(g)算出:在时刻t,硝基乙酸的量为,其列表如下:t/min2.283.925.928.421..9217.47∞n×1000/mol1.01580.85390.69160.52850.36460.20111.1830ln（n / n）-0.1524-0.3260-0.5368-0.8057-1.1770-1.77191作图ln(n / n)~t,由于反应不是从t=0开始,用公式ln(n / n)=-kt+b拟合得到k=0.1066min-1。1..8 某一级反应A→产物,初始速率为1×10.3mol·dm-3·min-1,1h后速率为0.25 mol·dm-3·min-1,求k,t1/2和初始浓度。 解:一级反应的速率方程即有:那么有:1..9.现在的天然铀矿中238U/235U=139.0/1。已知238U的蜕变反应的速率常数为1.520×10-10a-1,235U的蜕变反应的速率常数为9.72×10-10a-1。问在20亿年(2×109a)前,238U/235U等于多少?(a是时间单位年的符号。)解:根据速率常数的单位知235U和238U的蜕变反应为一级反应,则:1..10.二级反应A.g)+B.g)→2D(g)在T、V恒定的条件下进行。两种反应物初始浓度为cA.0 = cB.0 = 0.2 mol·dm-3时,反应的初始速率为,求kA即kD。 解:根据二级反应的速率方程kA=k = 1.2.dm3·mol-1·s-1 kD =2k= 2.5dm3·mol-1·s-11..11 某二级反应A+B→C,两种反应物初始浓度皆为1mol·dm-3时,经10min后反应掉25%,求k。 解:根据二级反应的速率方程1..12 在OH-离子的作用下,硝基苯甲酸乙脂的水解反应:NO2C6H4COOC2H5 + H2O → NO2C6H4COOH + C2H5OH在15℃时的动力学数据如下,两反应物的初始浓度皆为0.05mol·dm-3,计算此二级反应的速率常数。t/min120180240330530600脂水解的转化率%32.9551.7548.858.0569.070.35解:根据二级反应的速率方程讲述表格数据处理如下:t/min12018024033053060032.9551.7548.858.0569.070.35 拟合求得k = 0.0814dm3·mol-1·s-1。1..13 某气相反应2A(g)→A2(g)为二级反应,在恒温恒容下的总压p数据如下。求kA。t/s100200400∞p/kPa41.33034.39731.19727.33120.665解:设在时刻t,A(g)的分压为,则: ,因此t/s100200400（1/p）/kPa-10.02420.03640.0475.0750,即k = 1.25×10-4kPa-1·s-1= 1.25×10-7Pa-1·s-11..14 溶液反应 的速率方程为 在20.,若反应开始时只有两反应物,其初始浓度依次为0.01mol·dm-3,0.02mol·dm-3,反应26 h后,测得[]=0.01562 mol·dm-3,求k。 解:题给条件下,在时刻t有[]=2[],因此积分得到 1..15 反应2NOCl(g)→ 2NO(g)+ Cl2(g)在200℃下的动力学数据如下:t/s200300500[NOCl]/mol·dm-30.02000.01590.01440.0121反应开始只有NOCl,并认为反应能进行到底。求反应级数n及速率常数k。解:尝试法(或假设法) ,若此反应为二级,则作图呈线性关系。将上表数据处理如下:t/s200300500（1/[NOCl]）/ dm3·mol-150.00062.89369.44482.645由上图可知此反应为二级反应,且k = 0.0653 dm3·mol-1·s-1。1..16 NO与H2进行如下反应:2NO2(g)+ H2(g)→ N2(g)+ H2O(g)在一定温度下,某密闭容器中等摩尔比的NO与H2混合物在不同初压下的半衰期如下:50.045.438.432.426.995102140176224求反应的总级数。 解:在题设条件下,,速率方程可写作根据半衰期和初始浓度间的关系上表处理数据如下:3.21893.12242.95492.78502.59904.55394.62504.94165.17055.41161.n= -1.44,即n = 2.44≈2.5,总反应级数为2.5级。1..17 在50. ℃及初压为101.325 kPa时,某碳氢化合物的气相分解反应的半衰期为2 s。若初压降为10.133 kPa,则半衰期增加为20 s。求速率常数。 解:根据所给数据,反应的半衰期与初压成反比,该反应为2级反应。1..18 在一定条件下,反应H2(g)+Br2(g)→ 2HBr(g)F符合速率方程的一般形式,即:在某温度下,当c(H2)= c(Br2)= 0.1 mol·dm-3及c(HBr)= 2mol·dm-3时,反应速率为v,其它浓度的速率如下表示:实验序号c（H2）c（Br2）c（HBr）反应速率10.10.12v20.10.428v30.20.4216v40.10.231.88v求反应的分级数n1、n2和n3。解:根据速率方程和表格数据即有:由数据3/1有:由数据2/1有:由数据4/1有:1..19 某反应A + B →C的速率方程为,测得实验数据如下:实验序号1234cA，/ mol·dm-30.10.10.10.2cB，/ mol·dm-3120.10.2t/h5.151..201000500cA，t/ mol·dm-30.0950.080.050.1求A和B的分级数n1、n2及速率常数k。解:尝试法,假设为二级反应,则有求出k为一常数即n1+n2= 2,且k = 9.96dm3·mol-1·h-1再有数据1、2、3求出n2= 1,则n1= 1。所以: n1= 1 n2= 1 k = 9.96dm3·mol-1·h-11..20 对于级反应A→产物,使证明 (1) (2)解:(1)根据题意本题的速率方程为积分有:所以有:(2)当t=t1/2时,cA=cA，,代入上式得所以有:1..2. 恒温、恒荣条件下发生某化学反应:2AB(g)→A2(g)+ B2(g)。当AB(g)的初始速率分别为0.02mol·dm-3和0.2 mol·dm-3时,反应的半衰期分别为125.5s和12.55s。求该反应的级数n及速率常数kAB。解:由题意可知该反应的半衰期与初始浓度成反比,即该反应为二级。那么:n=2。根据二级反应的特点有:即有:1..22 某溶液中反应A + B →C,开始时反应物A与B的物质的量相等,没有产物C。1 h后A的转化率为75%,问2 h后A尚有多少未反应?假设: (1)对A为一级,对B为零级; (2)对A、B皆为1级。 解:(1)对A为一级,对B为零级,则该反应为一级反应,即有:当t= 1h,x=75%时:当t= 2h时:(2)对A、B皆为1级,,则该反应为二级反应,即有:当t= 1h,x=75%时:当t= 2h时:1..23 反应A + 2B →D,的速率方程为,25℃时k=2 ×10-4dm3·mol-1·s-1。(1) 若初始溶度cA， = 0.02 mol·dm-3,cB，0 = 0.04mol·dm-3,求t1/2。(2) 若将反应物A与B的挥发性固体装入5dm3密闭容器中,已知25℃时A和B的饱和蒸气压分别为10.kPa和2 kPa,问25℃时0.5 mol A转化为产物需多长时间?解:在(1)的情况下,cA， ∶cB，0 = 1∶2,速率方程化为积分得:在(2)的情况下,假设A和B的固体足够多,则在反应过程中气相中A和B的浓度不变,既反应速率不变,因此则:1..24反应CH(g)→ CH(g)+ H(g)在开始阶段约为级反应。9.0 K时速率常数为1.13.m·mol·s,若乙烷促使压力为(1)13.332 kPa,(2)39.996 kPa,求初始速率。 解:根据则:(1)(2)1..25 65℃时NO(g)气相分解的速率常数为k=0.292min,活化能为=103.3kJ·mol,求80℃时的k及t。解:根据阿伦尼乌斯方程所以根据反应速率常数的量纲可知该反应为一级反应,即有1..2.双光气分解反应ClCOOCCl(g)→ 2COCl(g)为一级反应。将一定量双光气迅速引入一个280℃的容器中,751 s后测得系统的压力为2.710 kPa;经过长时间反应完了后系统压力为4.008 kPa。3.5℃时重复试验,经 320 s系统压力为2.838 kPa;反应完了后系统压力为3.554 kPa。求活化能。 解:根据反应计量式,,设活化能不随温度变化该反应为一级反应,即有T=553.15K时:T=578.15K时:根据阿伦尼乌斯方程1..27 乙醛(A)蒸气的热分解反应为CHCHO(g)→ CH(g)+ CO(g) 518 ℃下在一定容积中的压力变化有如下两组数据:(1)求反应级数n,速率常数;(2)若活化能为190kJ·mol,问在什么温度下其速率常数为518 ℃下的2倍:解:(1)在反应过程中乙醛的压力为,设为n级反应,并令m = n -1,由于在两组实验中kt相同,故有 该方程有解(用MatLab fzero函数求解) m = 0.972,n= m+1=2,。反应为2级。速率常数:(2)根据Arrhenius公式即:T = 810.6K1..28 恒温、恒压条件下,某一n级反应的速率方程可以表示为:,也可以表示为。阿仑尼乌斯活化能的定义为。若用k2计算的活化能记为E,用k计算的活化能记为E。是证明理想气体反应的E- E= (1-n)RT。解:,即则:,即即有:1..29 反应中,k和k在25℃时分别为0.20s和3.9477×10(MPa)·s,在35 ºC时二者皆增为2倍。试求:(1)25 ℃时的平衡常数K;(2)正、逆反应的活化能及时的反应热Q;(3)若上述反应在25℃的恒容条件下进行,且A的起始压力为100kPa。若要使总压力达到152kPa,问所需要的时间。解:(1)(2)Q = E - E= 0 (3)反应过程中A(g)的压力为,起始压力为100kPa。若要使总压力达到152kPa时,p+=48kPa。根据一级反应速率方程有:,即:则:1..30 在80 % 的乙醇溶液中,1-氯-1-甲基环庚烷(1-chloro-1-methylcyclo-heptane)的水解为一级反应。测得不同温度t下列于下表,求活化能E和指前因子A。 解:由Arrhenius公式,,理数据如下 E= 1.0.×10×8.314=90.6kJ·mol

第七章 电化学
7.1 用铂电极电解CuCl2溶液。通过的电流为20A,经过15min后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu?(2)在的27℃,100kPa下阳极上能析出多少体积的的Cl2(g)?解:电极反应为:阴极:Cu2+ + 2e- → Cu 阳极: 2Cl- -2e- → Cl2(g)则:z= 2根据:Q = nzF=It因此:m(Cu)=n(Cu)× M(Cu)=
9.
3.6×10-2×63.
5.6 =5.927g又因为:n(Cu)= n(Cl2) pV(Cl2)= n(Cl2)RT因此:
7.2 用Pb(s)电极电解PbNO3溶液。已知溶液浓度为1g水中含有PbNO3
1.66×1
0.
2.。通电一定时间后,测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g,其中含有PbNO31.151g,计算Pb2+的迁移数。解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阳极区溶液中Pb2+的总量的改变如下:n电解后(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n迁移(Pb2+)则:n迁移(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n电解后(Pb2+)n电解(Pb2+)= n电解(Ag) = n迁移(Pb2+)=
6.
1.0×10-3+1.53
7.10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol解法2:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阳极区溶液中的总量的改变如下:n电解后()= n电解前() + n迁移()则:n迁移()=n电解后()- n电解前()n电解后()=n电解前()=n迁移() =
6.950×10-3-6.150×10-3 =
8.00×10-4mol则: t(Pb2+)= 1 - t()= 1 –
0.521 = 0.479
7.
3.用银电极电解AgNO3溶液。通电一定时间后,测知在阴极上析出
0.078g的Ag,并知阳极区溶液中23.376g,其中含AgNO30.236g。已知通电前溶液浓度为1kg水中溶有7.39g    解:设在t时刻CH3NNCH3(g)的分压为p,即有:1000 s后
2.-p=22.732,即p = 1
9.932kPa。对于密闭容器中的气相反应的组成可用分压表示:
1..7 基乙酸在酸性溶液中的分解反应(NO2)CH2COOH→CH3 NO2(g)+ CO2(g)为一级反应。25℃,
1.1.3 kPa下,于不同时间测定放出的CO2(g)的体积如下:t/min
2.28
3.92
5.92
8.42
1..921
7.47∞V/cm3
4.09
8.051
2.021
6.012
0.022
4.022
8.94 反应不是从t=0开始的。求速率常数。解:设放出的CO2(g)可看作理想气体,硝基乙酸的初始量由t=∞时放出的CO2(g)算出:在时刻t,硝基乙酸的量为,其列表如下:t/min
2.28
3.92
5.92
8.42
1..921
7.47∞n×1000/mol
1.0158
0.8539
0.6916
0.5285
0.3646
0.2011
1.1830ln（n / n）-
0.1524-
0.3260-
0.5368-
0.8057-
1.1770-
1.77191作图ln(n / n)~t,由于反应不是从t=0开始,用公式ln(n / n)=-kt+b拟合得到k=
0.1066min-1。
1..8 某一级反应A→产物,初始速率为1×1
0.3mol·dm-3·min-1,1h后速率为0.25 mol·dm-3·min-1,求k,t1/2和初始浓度。   解:一级反应的速率方程即有:那么有:
1..
9.现在的天然铀矿中238U/235U=139.0/1。已知238U的蜕变反应的速率常数为1.520×10-10a-1,235U的蜕变反应的速率常数为9.72×10-10a-1。问在20亿年(2×109a)前,238U/235U等于多少?(a是时间单位年的符号。)解:根据速率常数的单位知235U和238U的蜕变反应为一级反应,则:
1..1
0.二级反应
A.g)+
B.g)→2D(g)在T、V恒定的条件下进行。两种反应物初始浓度为cA.0 = cB.0 = 0.2 mol·dm-3时,反应的初始速率为,求kA即kD。    解:根据二级反应的速率方程kA=k =
1.
2.dm3·mol-1·s-1 kD =2k= 2.5dm3·mol-1·s-1
1..11 某二级反应A+B→C,两种反应物初始浓度皆为1mol·dm-3时,经10min后反应掉25%,求k。    解:根据二级反应的速率方程
1..12 在OH-离子的作用下,硝基苯甲酸乙脂的水解反应:NO2C6H4COOC2H5 + H2O → NO2C6H4COOH + C2H5OH在15℃时的动力学数据如下,两反应物的初始浓度皆为
0.05mol·dm-3,计算此二级反应的速率常数。t/min120180240330530600脂水解的转化率%3
2.955
1.754
8.85
8.056
9.07
0.35解:根据二级反应的速率方程讲述表格数据处理如下:t/min1201802403305306003
2.955
1.754
8.85
8.056
9.07
0.35        拟合求得k =
0.0814dm3·mol-1·s-1。
1..13 某气相反应2A(g)→A2(g)为二级反应,在恒温恒容下的总压p数据如下。求kA。t/s100200400∞p/kPa4
1.3303
4.3973
1.1972
7.3312
0.665解:设在时刻t,A(g)的分压为,则:  ,因此t/s100200400（1/p）/kPa-1
0.0242
0.0364
0.0475.0750,即k =
1.25×10-4kPa-1·s-1= 1.25×10-7Pa-1·s-1
1..14 溶液反应 的速率方程为 在2

0.,若反应开始时只有两反应物,其初始浓度依次为0.01mol·dm-3,0.02mol·dm-3,反应26 h后,测得[]=0.01562 mol·dm-3,求k。    解:题给条件下,在时刻t有[]=2[],因此积分得到        
1..15 反应2NOCl(g)→ 2NO(g)+ Cl2(g)在200℃下的动力学数据如下:t/s200300500[NOCl]/mol·dm-3
0.0200
0.0159
0.0144
0.0121反应开始只有NOCl,并认为反应能进行到底。求反应级数n及速率常数k。解:尝试法(或假设法) ,若此反应为二级,则作图呈线性关系。将上表数据处理如下:t/s200300500（1/[NOCl]）/ dm3·mol-15
0.0006
2.8936
9.4448
2.645由上图可知此反应为二级反应,且k =
0.0653 dm3·mol-1·s-1。
1..16 NO与H2进行如下反应:2NO2(g)+ H2(g)→ N2(g)+ H2O(g)在一定温度下,某密闭容器中等摩尔比的NO与H2混合物在不同初压下的半衰期如下:5
0.04
5.43
8.43
2.42
6.995102140176224求反应的总级数。    解:在题设条件下,,速率方程可写作根据半衰期和初始浓度间的关系上表处理数据如下:
3.2189
3.1224
2.9549
2.7850
2.5990
4.5539
4.6250
4.9416
5.1705
5.4116
1.n= -1.44,即n =

2.44≈2.5,总反应级数为2.5级。
1..17 在5
0. ℃及初压为101.325 kPa时,某碳氢化合物的气相分解反应的半衰期为2 s。若初压降为10.133 kPa,则半衰期增加为20 s。求速率常数。    解:根据所给数据,反应的半衰期与初压成反比,该反应为2级反应。
1..18 在一定条件下,反应H2(g)+Br2(g)→ 2HBr(g)F符合速率方程的一般形式,即:在某温度下,当c(H2)= c(Br2)=
0.1 mol·dm-3及c(HBr)= 2mol·dm-3时,反应速率为v,其它浓度的速率如下表示:实验序号c（H2）c（Br2）c（HBr）反应速率1
0.1
0.12v2
0.1
0.428v3
0.2
0.4216v4
0.1
0.23
1.88v求反应的分级数n1、n2和n3。解:根据速率方程和表格数据即有:由数据3/1有:由数据2/1有:由数据4/1有:
1..19 某反应A + B →C的速率方程为,测得实验数据如下:实验序号1234cA，/ mol·dm-3
0.1
0.1
0.1
0.2cB，/ mol·dm-312
0.1
0.2t/h
5.15
1..201000500cA，t/ mol·dm-3
0.095
0.08
0.05
0.1求A和B的分级数n1、n2及速率常数k。解:尝试法,假设为二级反应,则有求出k为一常数即n1+n2= 2,且k =
9.96dm3·mol-1·h-1再有数据1、2、3求出n2= 1,则n1= 1。所以: n1= 1 n2= 1 k =
9.96dm3·mol-1·h-1
1..20 对于级反应A→产物,使证明      (1) (2)解:(1)根据题意本题的速率方程为积分有:所以有:(2)当t=t1/2时,cA=cA，,代入上式得所以有:
1..
2. 恒温、恒荣条件下发生某化学反应:2AB(g)→A2(g)+ B2(g)。当AB(g)的初始速率分别为
0.02mol·dm-3和0.2 mol·dm-3时,反应的半衰期分别为12
5.5s和12.55s。求该反应的级数n及速率常数kAB。解:由题意可知该反应的半衰期与初始浓度成反比,即该反应为二级。那么:n=2。根据二级反应的特点有:即有:
1..22 某溶液中反应A + B →C,开始时反应物A与B的物质的量相等,没有产物C。1 h后A的转化率为75%,问2 h后A尚有多少未反应?假设:     (1)对A为一级,对B为零级;     (2)对A、B皆为1级。       解:(1)对A为一级,对B为零级,则该反应为一级反应,即有:当t= 1h,x=75%时:当t= 2h时:(2)对A、B皆为1级,,则该反应为二级反应,即有:当t= 1h,x=75%时:当t= 2h时:
1..23 反应A + 2B →D,的速率方程为,25℃时k=2 ×10-4dm3·mol-1·s-1。(1) 若初始溶度cA， =
0.02 mol·dm-3,cB，0 = 0.04mol·dm-3,求t1/2。(2)  若将反应物A与B的挥发性固体装入5dm3密闭容器中,已知25℃时A和B的饱和蒸气压分别为1
0.kPa和2 kPa,问25℃时0.5 mol A转化为产物需多长时间?解:在(1)的情况下,cA， ∶cB，0 = 1∶2,速率方程化为积分得:在(2)的情况下,假设A和B的固体足够多,则在反应过程中气相中A和B的浓度不变,既反应速率不变,因此则:
1..24反应CH(g)→ CH(g)+ H(g)在开始阶段约为级反应。
9.0 K时速率常数为1.1
3.m·mol·s,若乙烷促使压力为(1)13.332 kPa,(2)39.996 kPa,求初始速率。     解:根据则:(1)(2)
1..25 65℃时NO(g)气相分解的速率常数为k=
0.292min,活化能为=10
3.3kJ·mol,求80℃时的k及t。解:根据阿伦尼乌斯方程所以根据反应速率常数的量纲可知该反应为一级反应,即有
1..
2.双光气分解反应ClCOOCCl(g)→ 2COCl(g)为一级反应。将一定量双光气迅速引入一个280℃的容器中,751 s后测得系统的压力为2.710 kPa;经过长时间反应完了后系统压力为
4.008 kPa。
3.5℃时重复试验,经 320 s系统压力为2.838 kPa;反应完了后系统压力为3.554 kPa。求活化能。     解:根据反应计量式,,设活化能不随温度变化该反应为一级反应,即有T=55
3.15K时:T=57
8.15K时:根据阿伦尼乌斯方程
1..27 乙醛(A)蒸气的热分解反应为CHCHO(g)→  CH(g)+ CO(g)     518 ℃下在一定容积中的压力变化有如下两组数据:(1)求反应级数n,速率常数;(2)若活化能为190kJ·mol,问在什么温度下其速率常数为518 ℃下的2倍:解:(1)在反应过程中乙醛的压力为,设为n级反应,并令m = n -1,由于在两组实验中kt相同,故有        该方程有解(用MatLab fzero函数求解) m =
0.972,n= m+1=2,。反应为2级。速率常数:(2)根据Arrhenius公式即:T = 81
0.6K
1..28 恒温、恒压条件下,某一n级反应的速率方程可以表示为:,也可以表示为。阿仑尼乌斯活化能的定义为。若用k2计算的活化能记为E,用k计算的活化能记为E。是证明理想气体反应的E- E= (1-n)RT。解:,即则:,即即有:
1..29 反应中,k和k在25℃时分别为
0.20s和
3.9477×10(MPa)·s,在35 ºC时二者皆增为2倍。试求:(1)25 ℃时的平衡常数K;(2)正、逆反应的活化能及时的反应热Q;(3)若上述反应在25℃的恒容条件下进行,且A的起始压力为100kPa。若要使总压力达到152kPa,问所需要的时间。解:(1)(2)Q = E - E= 0           (3)反应过程中A(g)的压力为,起始压力为100kPa。若要使总压力达到152kPa时,p+=48kPa。根据一级反应速率方程有:,即:则:
1..30 在80 % 的乙醇溶液中,1-氯-1-甲基环庚烷(1-chloro-1-methylcyclo-heptane)的水解为一级反应。测得不同温度t下列于下表,求活化能E和指前因子A。            解:由Arrhenius公式,,理数据如下           E=
1.
0.×10×
8.314=90.6kJ·mol

题目解答

答案

11.31 在气相中，异丙烯基稀丙基醚 (A) 异构化为稀丙基丙酮 (B) 是一级反应。其速率常数 k 于热力学温度 T 的关系为 150 ℃ 时，由 101.325 kPa 的 A 开始，到 B 的分压达到 40.023 kPa ，需多长时间。 10.32 某药物分解反应的速率常数与温度的关系为： （ 1 ）在 30 ℃ 时，药物第一小时的分解率是多少？ （ 2 ）若此药物分解 30% 时即认为失效，那么药物在 30 ℃ 下保存的有效期为多长时间？ （ 3 ）欲是有效期延长两年以上，则保存温度不能超过多少度？ 10.33 某一级对行反应 的速率常数与温度的关系式分别为： 且 c A ， 0 = 0. 5 mol·dm -3 ， c B ， 0 = 0.05 mol·dm -3 。试计算： （ 1 ）逆反应的活化能； （ 2 ） 400K 时，反应 10s 时 A 、 B 的浓度 c A ， c B ； （ 3 ） 400K 时，反应达到平衡时的 A 、 B 的浓度 c A ， e ， c B ， e ； 11.34 某反应由相同初始浓度开始到转化率达 20 % 所需时间，在 40 ºC 时为 15 min ， 60 ºC 时为 3 min 。试计算此反应的活化能。 11.35 反应 A+2B → D 的速率方程为 （ 1 ） c A ， 0 = 0. 1 mol·dm -3 ， c B ， 0 = 0. 2 mol·dm -3 ； 300 K 下反应 20 s 后 c A = 0 .01 mol·dm -3 ，问继续反应 20 s 后 c A = ? （ 2 ）初始浓度同上，恒温 400 K 下反应 20 s 后， c A = 0.003918 mol·dm -3 ，求活化能。 11.36 溶液中某光化学活性卤化物的消旋作用如下： 在正、逆方向上皆为一级反应，且两速率常数相等。若原始反应物为纯的右旋物质，速率常数为 1.9×10 -6 s -1 ，试求： （ 1 ）转化 10 % 所需时间； （ 2 ） 24 h 后的转化率。 11.37 若 为对行一级反应， A 的初始浓度为 c A ， 0 ；时间为 t 时， A 和 B 的浓度分别为 c A ， 0 - c A 和 c B 。 （ 1 ）试证 （ 2 ）      已知 k 1 为 0.2s -1 ， k - 1 为 0.01s -1 ， c A ， 0 =0.4 mol·dm -3 ，求 100 s 后 A 的转化率。 ∵ ∴ ∴ 11.39   对于两平行反应： 反应开始时只有 A （ g ），且 c A ， 0 =0.02 mol·dm -3 ， k 1 =3.0s -1 ， k 2 = 2 .5s -1 ， k 3 =4.0s -1 ， k 4 =5.0s -1 。 （ 1 ）试写出分别用 c A 、 c B 、 c C 、 c D 表示的速率方程； （ 2 ）求反应物 A 的半衰期； （ 3 ）当反应物 A 完全反应（即 c A =0 ）时， c B 、 c C 、 c D 各位多少。 c B + c C + c D = 0.02 11.40 高温下乙酸分解反应如下： 在 1089K 时， k 1 =3.74s -1 ， k 2 =4.65s -1 。 （ 1 ）试计算乙酸反应掉 99% 所需时间； （ 2 ）当乙酸全部分解时，在给定温度下能获得乙烯酮的最大产量是多少？ 11.42 当存在碘催化剂时，氯苯（ C 6 H 5 Cl ）与 Cl 2 在 CS 2 溶液中有以下平行二级反应： 在室温、碘的浓度一定的条件下，当氯苯（ C 6 H 5 Cl ）与 Cl 2 在 CS 2 溶液中的初始共度均为 0.5mol·dm -3 时 ,30min 后有 15% 的 C 6 H 5 Cl 转化为 o-C 6 H 4 Cl 2 ，有 25% 的 C 6 H 5 Cl 转化为 p -C 6 H 4 Cl 2 。试求反应速率常数 k 1 和 k 2 。 11.43 气相反应 是二级反应。现在一含有过量碘的反应器中充入 50.663kPa 的 H 2 （ g ）。已知 673.2K 时该反应的速率常数 k =9.869×10 -9 kPa -1 ·s -1 ， 固体碘的饱和蒸气压为 121.59 kPa （假设固体碘蒸气处于快速平衡），且没有逆反应。 （ 1 ）计算所加入的反应掉一半所需时间； （ 2 ）验证下述机理符合二级反应速率方程。 则： 故： 11.44 某气相反应的机理如下：                   其中对活泼物质 B 可运用稳态近似法。求该反应的速率方程；并证明此反应在高压下为一级，低压下为二级。 11.45  若反应 A 2 + B 2 → 2AB 有如下机理，求各机理以 v AB 表示的速率常数。 （ 1 ）   （ 2 ）     （ 3 ）   11.46 气相反应 H 2 + Cl 2 → 2HCl 的机理为 试证： 11.47 若反应 的机理如下，求以 表示的速率方程。 11.48 有氧存在时。臭氧的分解机理如下： （ 1 ）分别导出用 O 3 分解速率和 O 2 生成速率所表示的表达式，并指出二者的关系； （ 2 ）已知臭氧分解反应的表观活化能为 119.2kJ·mol -1 ， O 3 和 O· 的摩尔生成焓分别为 142.7 kJ·mol -1 和 249.17 kJ·mol -1 ，求上述第二步的活化能。 则： 11.49 反应 H 2 +I 2 → 2HI 的机理为 （ 1 ）推到该反应的速率方程； （ 2 ）计算反映的表观活化能。 11.50   已知质量为 m 的气体分子的平均速率为 求证同类分子间 A 对于 A 的平均相对速率 。 则 11.51 利用上题结果试证同类分子 A 与 A 间的碰撞数为 11.52 利用上题结果试证：气体双分子反应 2A → B 的速率方程（设概率因子 P = 1 ）为 c 11.53 乙醛气相分解为二级反应。活化能为 190.4kJ·mol -1 ，乙醛分子直径为 5×10 -10 m 。 11.54   若气体分子的平均速率为 ，则一个 A 分子在单位时间内碰撞其它 A 分子的次数   试证每一个分子在两次碰撞之间所走过的平均距离为 11.56 试由式 (11.9.1 13 ) 及上题的结论证明双分子气相反应 11.57 在 500 K 附近，反应 的指前因 A=10cm 3 ·mol -1 ·s -1 ， 11.59 计算每摩尔波长为 85 nm 的光子所具有的能量。