物化教材习题解答(人卫版)第6章习题

第六章 化学动力学习题答案

1． （1）一级反应 kt

c

c ln

0=

20

k 32

100100ln

⋅=- k=0.01928 min –1

（2）r = k ⋅c r 0=0.01928⨯0.03=0.005784 mol –1⋅l –1⋅min –1

r 20=0.01928⨯0.03⨯(1–32%)=0.003933 mol –1⋅l –1⋅min –1

（3）设水解百分数为x ，40

01928.0x

11ln

⨯=- x=53.75%

2. （1）s 144410

8.42ln k 2ln t 4

2

1=⨯=

=

-

（2）kt

p p ln 0

= t=10s 时 10

108.4p 60.66ln 4

⨯⨯=- p=66.34 kPa

t=600s 时

600

10

8.4p

60.66ln 4

⨯⨯=-

p=49.98 kPa

总压计算： N 2O 5 → 2NO 2 + 2O 21

t=0 p 0

t=t

p

2(p 0–p) ())p p 2

1

-

2

p

35p p 0-=

总

∴t=10 s 时， p 总 =67.14 kPa

t=600 s 时， p 总 =91.68 kPa

3. 从表中数据看，反应物无吸收度，吸收度A 表征产物的浓度。 t=∞ 时，反应完全，（A ∞–A ）表征反应物浓度。 一级反应，kt

A

A A ln

c c ln

0=-=∞∞

ln(A ∞–A)=-kt+lnA ∞ ， t(s) 0 300 780

1500 2400 3600 ∞ ln(A ∞–A)

-1.390 -1.546

-1.743

-2.048

-2.442

-2.996

其回归方程为：ln(A ∞–A)=-4.409⨯10–4⋅t –1.397( r=0.9998 n=6 ) ∴k=4.409⨯10–4 s –1

4. r=kc

kt

c

c ln

r r ln 00==

k

12010

1104ln

3

3=⨯⨯--

(1) k=0.01155 min –1

(2)min

60k

2ln t 2

1==

(3)1

-3

00

L

mol 3463.001155

.010

4k r c ⋅=⨯==-

5. 初浓度相等的二级反应速率方程为 0

c 1kt c 1+

=

t

~c 1的回归方程为：

91

.98t 79.11c

1+= （r=0.9999 n=7）

(1) k=11.79 mol –1

⋅L ⋅min –1

(2) 91.98c 10

= c 0=0.01011 mol ⋅L –1

(3) 0

c 1kt c 05.01+

= t=159 min

6. 二级反应kt

c 1c

10

=-

时0c 32c =

2

k c 1c 2300⋅=-

时

0c 3

1c =

kt

c 1

c 30

=-

7. 对于初浓度不等的二级反应，B

,0A ,0B ,0A ,0B

A c c ln

kt )c c (c c ln

+-=

t(min) 0 4.89 10.37 28.18 ∞ c A =c NaOH (mol/L) 0.02668 0.02180 0.01827 0.01264 0.006429

c B =c 乙酸乙酯(mol/L) 0.02025 0.01537 0.01184 0.00624 0 ln(c A /c B ) 0.2758

0.3495

0.4328

0.7105

t

~c c ln B

A 的回归方程为

2746

.0t 01545.0c c ln B

A +=（r=1.0000, n=4）

斜率=(c 0,A –c 0,B )k=0.01545

k=2.403 mol –1⋅L ⋅min –1

8. CH 3CONH 2(A)+OH –

(B)→ CH 3COO –

+NH 3 1

-3

4

3

3A .0L

mol 1528.010

10

21059/10

8029.1c ⋅=⨯⨯⨯⨯=

---

-1

B 0,L

mol 0.9448c ⋅=c 0,B =0.9448 mol ⋅L –1

t=280min 时，产物NH 3的浓度x 计算如下：3Br 2+2NH 3→N 2+6HBr

mol

10

0925.2)

6.172.273(314.8101.51020.99RT

pV n 4

6

3N

2

--⨯=+⨯⨯⨯⨯=

=

mol

10

4.1851n n -4

N

NH

2

3

⨯==

1

-2

3

5

4

NH NH

L

mol 10

1851.410

10

1101851.4V

n c x 3

3

⋅⨯=⨯⨯⨯=

=

=--- 初浓度不等的二级反应，

kt

)

x c (c )x c (c ln

)

c c (1B ,0A ,0A ,0B ,0B ,0A ,0=---,

代入数据得 k=1.234⨯10–3 mol –1⋅L ⋅min –1

9. 从数据看，p 总与t 正比上升，考虑为零级反应 2NH 3 → N 2 + 3H 2 t =0 p 0

p 总=2p 0–p t = t

p

())p p 2

10

-

())p p 2

30

-

p=2p 0–p 总 零级反应 p 0-p = k p t p 0–(2p 0–p 总)=k p t

∴p 总=k p t + p 0

p 总~t 的回归方程为 p 总=15.01t + 27380 (r=0.9999，n=4) k p =15.01 Pa ⋅s –1

k c =k p (RT)n-1=15.01⨯(8.314⨯1129)-1=1.599⨯10-3 mol ⋅m -3⋅s -1

10. （1）1

-NO L

mol 002283.01

46

/105.0V

M /W c 2

⋅==

=

设 r=kc α r 0=k ⋅0.002283α =0.0196

得 α≈2 二级反应

α

⋅=00162

.0k 2r 0

k=3760.5 mol -1⋅L ⋅h -1

（2）kt

c 1c 10

=-

5.05.2760002283

.01

c

1⨯=-

c=4.313⨯10-4 mol ⋅L -1

t=8 min