题目
11.40气相反应 _(2)(g)+(B)_(2)(g)xrightarrow (k)2AB(g) 对A2和B2均为一级。现在一个含有过量固体A2(s)的-|||-反应器中充入50.663kPa的B2(g)。已知673.2 K时该反应的速率常数 =9.868times -|||-(b)^-9kp(a)^-1cdot (s)^-1, A2(s)的饱和蒸气压为121.59kPa[假设A2(s)与A2 (g)处于快速平衡],且-|||-没有逆反应。-|||-(1)计算所加入的B2 (g)反应掉一半所需要的时间;-|||-(2)验证下述机理符合二级反应速率方程。-|||-_(2)(g)dfrac ({k)_(1)}(k-1)2A (快速平衡, =(k)_(1)/k-1 )-|||-_(2)(g)+2Acdot xlongequal ({K)_(2)}2AB(g) (慢)
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算假一级反应的速率常数
由于A2(s)过量，其蒸气压保持不变，因此可以将A2(g)的浓度视为常数。因此，反应可以视为对B2(g)的一级反应，即假一级反应。假一级反应的速率常数 $k'$ 可以通过将A2(g)的浓度乘以原速率常数 $k$ 来计算。
步骤 2：计算B2(g)反应掉一半所需的时间
假一级反应的速率方程为 $v = k'P_{B_2}$，其中 $k'$ 是假一级反应的速率常数，$P_{B_2}$ 是B2(g)的分压。反应掉一半所需的时间 $t_{1/2}$ 可以通过半衰期公式 $t_{1/2} = \frac{\ln 2}{k'}$ 来计算。
步骤 3：验证机理符合二级反应速率方程
根据机理，第一步是快速平衡，第二步是慢步骤。通过平衡常数 $K$ 和速率常数 $k_2$，可以推导出速率方程，并验证其是否符合二级反应速率方程。
由于A2(s)过量，其蒸气压保持不变，因此可以将A2(g)的浓度视为常数。因此，反应可以视为对B2(g)的一级反应，即假一级反应。假一级反应的速率常数 $k'$ 可以通过将A2(g)的浓度乘以原速率常数 $k$ 来计算。
步骤 2：计算B2(g)反应掉一半所需的时间
假一级反应的速率方程为 $v = k'P_{B_2}$，其中 $k'$ 是假一级反应的速率常数，$P_{B_2}$ 是B2(g)的分压。反应掉一半所需的时间 $t_{1/2}$ 可以通过半衰期公式 $t_{1/2} = \frac{\ln 2}{k'}$ 来计算。
步骤 3：验证机理符合二级反应速率方程
根据机理，第一步是快速平衡，第二步是慢步骤。通过平衡常数 $K$ 和速率常数 $k_2$，可以推导出速率方程，并验证其是否符合二级反应速率方程。