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化学
题目

在一抽空的刚性容器中,引入一定量纯气体 A(g),发生如下反应:A(g)→B(g)+2C(g)设反应能进行完全,在 323 K 恒温一定时间后开始计时,测定体系的总压随时间的变化情况,实验数据如下: t/min 0 30 50 ∞ p/kPa 53.33 73.33 80.00 106.66 求该反应的级数及速率常数。

在一抽空的刚性容器中,引入一定量纯气体 A(g),发生如下反应:

A(g)→B(g)+2C(g)

设反应能进行完全,在 323 K 恒温一定时间后开始计时,测定体系的总压随时间的变化情况,实验数据如下:

t/min

0

30

50

∞

p/kPa

53.33

73.33

80.00

106.66

求该反应的级数及速率常数。

题目解答

答案

2,kp=7.50×10−4 kPa−1⋅min−1

解析

步骤 1:确定反应级数
根据题目中给出的反应方程式 A(g) → B(g) + 2C(g),反应物 A 的消耗量与产物 B 和 C 的生成量之间存在一定的关系。由于容器是刚性的,反应前后容器的体积不变,因此反应前后容器内的总压强与反应物和产物的摩尔数成正比。根据实验数据,我们可以计算出反应物 A 的消耗量与总压强的变化之间的关系,从而确定反应的级数。
步骤 2:计算反应物 A 的消耗量
根据实验数据,反应开始时的总压强为 53.33 kPa,反应完全时的总压强为 106.66 kPa。由于反应物 A 的消耗量与产物 B 和 C 的生成量成正比,因此反应物 A 的消耗量与总压强的变化成正比。因此,反应物 A 的消耗量为 (106.66 - 53.33) kPa = 53.33 kPa。
步骤 3:计算反应的级数
根据反应物 A 的消耗量与总压强的变化之间的关系,我们可以计算出反应的级数。根据实验数据,反应物 A 的消耗量与总压强的变化成正比,因此反应的级数为 1。
步骤 4:计算速率常数
根据反应的级数和实验数据,我们可以计算出速率常数。根据实验数据,反应物 A 的消耗量为 53.33 kPa,反应时间为 50 min。因此,速率常数为 kp = (53.33 kPa) / (50 min) = 1.0666 kPa/min。

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