题目
某一气相反应 A(g)k1⟷k−2B(g)+C(g),已知在 298 K 时,k1=0.21 s−1,k−2=5×10−9 Pa−1⋅s−1,当温度由 298 K 升到 310 K 时,k1 和 k−2 的值均增加 1 倍,试求:298 K 时的反应平衡常数 Kp。正、逆反应的实验活化能 Ea。298 K 时反应的 ΔrHm 和 ΔrUm。在 298 K 时,A 的起始压力为 100 kPa,若使总压力达到 152kPa,所需的时间。
某一气相反应 ,已知在 时,,,当温度由 升到 时, 和 的值均增加 倍,试求:
时的反应平衡常数 。
正、逆反应的实验活化能 。
时反应的 和 。
在 时, 的起始压力为 ,若使总压力达到 ,所需的时间。
题目解答
答案
- (1)
- (2)
- (3)
,
- (4)
解析
步骤 1:计算298 K时的反应平衡常数 Kp
根据平衡常数的定义,Kp = k1 / k−2。将给定的 k1 和 k−2 值代入计算。
步骤 2:计算正、逆反应的实验活化能 Ea
根据阿伦尼乌斯方程,ln(k2/k1) = Ea/R * (1/T1 - 1/T2),其中 k1 和 k2 分别是两个温度下的速率常数,T1 和 T2 是两个温度,R 是气体常数。将给定的 k1 和 k2 值代入计算。
步骤 3:计算298 K时反应的 ΔrHm 和 ΔrUm
根据 ΔrHm = -R * ln(Kp),其中 R 是气体常数,Kp 是平衡常数。将给定的 Kp 值代入计算。ΔrUm = ΔrHm - RT,其中 T 是温度,R 是气体常数。将给定的 ΔrHm 和 T 值代入计算。
步骤 4:计算在298 K时,A的起始压力为100 kPa,若使总压力达到152 kPa,所需的时间
根据速率方程,d[A]/dt = -k1[A] + k−2[B][C],其中 [A]、[B] 和 [C] 分别是 A、B 和 C 的浓度。将给定的 k1 和 k−2 值代入计算。
根据平衡常数的定义,Kp = k1 / k−2。将给定的 k1 和 k−2 值代入计算。
步骤 2:计算正、逆反应的实验活化能 Ea
根据阿伦尼乌斯方程,ln(k2/k1) = Ea/R * (1/T1 - 1/T2),其中 k1 和 k2 分别是两个温度下的速率常数,T1 和 T2 是两个温度,R 是气体常数。将给定的 k1 和 k2 值代入计算。
步骤 3:计算298 K时反应的 ΔrHm 和 ΔrUm
根据 ΔrHm = -R * ln(Kp),其中 R 是气体常数,Kp 是平衡常数。将给定的 Kp 值代入计算。ΔrUm = ΔrHm - RT,其中 T 是温度,R 是气体常数。将给定的 ΔrHm 和 T 值代入计算。
步骤 4:计算在298 K时,A的起始压力为100 kPa,若使总压力达到152 kPa,所需的时间
根据速率方程,d[A]/dt = -k1[A] + k−2[B][C],其中 [A]、[B] 和 [C] 分别是 A、B 和 C 的浓度。将给定的 k1 和 k−2 值代入计算。