第5章 化学动力学

第5章 化学动力学初步

5.2

解：（1）通过分析实验数据可以看出：当c (B)保持不变时，c (A)减少一半时r 减少

至原来的1/4倍；而当c (A)保持不变，c (B)增大1倍，r 增大1倍，说明反应速率与[c (A)]2和c (B)成正比，则速率方程为r = k [c (A)]2·c (B)，所以对A 为2级，对B 为1级。 (2) 3

222226.010 6.010[(A)](B)(0.500)0.400

r k m c c −1ol L s −−−×===×⋅⋅×⋅ ============================================================

5.4

解： (1) 由表中数据可以看出，当c (NO)保持不变，c (O 2)增大至2倍，r 增大至原来的2倍,即r ∝c (O 2)，当c (O 2)不变，c (NO) 增大至2倍，r 增大至原来的4倍，即r [∝c (NO)]2，所以反应速率方程为

r = k [c (NO)]2 · c (O 2)

(2) 将表中任一组数据代入反应速率方程，可算出反应速率常数，如

5

3-22222 2.810=7.010mol L [(NO)](O )0.00200.0010

r k s c c −×==×⋅×-1⋅⋅ 将另两组分别代入上式求出k ，将3个k 取平均值，则k = 7.0×103 mol -2 · L 2 · s -1

(3) 当c (NO)=0.0030 mol · L -1, c (O2)= 0.0015 mol · L -1

r = k [c (NO)]2 · c (O 2) = 7.0×103×(0.0030)2×0.0015 = 9.5×10-5 mol · L -1 · S -1 ============================================================

5.5 反应A →产物，当A 的浓度等于0.05 mol · L -1及0.10 mol · L -1时，测得某反应速率，如果前后两次速率的比为（1）0.50（2）1.0（3）0.25，求上述三种情况下反应的级数。（和教材上的数据不同，有变动，把浓度0.02改为了0.05 mol · L -1）

解：反应速率方程：r = k [c(A)]n

12r r =n n c k c k )]A ([)]A ([12=n c c ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝⎛)A ()A (12 取对数：n lg A)(A)(12c c = lg 1

2r r 2121lg()lg((A)(A))r r n c c = (1) lg 0.501lg(0.050.1)

n == 一级反应

(2) lg1.00lg(0.05n == 零级反应 (3) lg 0.252lg(0.05n =

= 二级反应 ============================================================

5.7 （法一）解：(1) 122211

ln a TT k E R T T k ⎛⎞=⎜⎟−⎝⎠ 1(319273)(354273)

1.81

(354273)(319273)0.4698.314ln 119kJ mol −+⋅++−+=×=⋅ (2) 3311311910118.31459265611ln ()( 2.36a k E k R T T ×−=−== 31

10.58k k = 3k = 10.58×k 1= 10.58×0.469 = 4.96（mol·L -1· s -1）

（法二）解：(1) 122211

2.303lg a TT k E R T T k ⎛⎞=⎜⎟−⎝⎠ 1(319273)(354273)

1.81

(354273)(319273)0.4692.3038.314lg 119kJ mol −+⋅++−+=××=⋅ (2) 3311311910112.3038.31459265611lg ()() 1.0242.303a k E k R T T ×−×=−== 31

10.58k k = 3k = 10.58×k 1= 10.58×0.469 = 4.96（mol·L -1· s -1）

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5.8

解：从k 的单位知该反应为一级反应，则 lg

A)(A)(0c c = -303

.2kt 当c (A ) = 21 c 0(A)时，反应所需的时间21T : lg A)(A)(0c c = lg A)(A)(2100c c = lg 21 = -303

.2k 21T 1T = k 2lg 303.2 = k

693.0 一级反应的半衰期是由速率常数决定，与反应物浓度无关。

将k = 1.0×10-2 min -1代入，得 21T = 2

100.1693.0−×＝ 69.3 min ============================================================

5.9

（1）反应是吸热反应的是 A ：

（2）放热最多的反应是 D ；

（3）正反应速率常数最大的反应是 B ；

（4）反应可逆程度最大的反应是 C ；

（5）正反应的速率常数k 随温度变化最大的是 A ；

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5.10

解：此反应的速率方程为r = k [c (A)]2·c (B)

该反应的初速率为r 初 = k (2)2(1) = 4 k

(1) 当A 、B 都用掉一半时：

r 1 = k (1)2(0.5) = 0.5 k

10.5148

r k r k ==初 减为初时速率的81倍 (2) 当A 、B 各用掉32时 22214(()3327

r k k ==) 241()27427r r ==×初减少 (3) r 3 = k (2)2 (2) = 8 k 382()4r k r k

==初增长 (4) r 4 = k (4)2 (2) = 32 k

4328()4r k r k ==初增长 ============================================================

5.11

解： 1/20.693T k

= 10.693k T = lg 0m m = -303.2kt = -21303.2693.0T t lg 99100 = -410

303.2693.0×t t = 145（年）

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