江南大学-动力学题库 11-习题
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2015-1-8 1
－0.1
slope
0.6260 0.0023 3.45 10 3 180 0
得 k 3.45 103 min1
－0.4
t 1 ln 2 / k 198.6 min
2
－0.7 0
50
100 t/min
150
200
H2O的浓度比较大, 在反应过程中可以看作常数, 故为一级反应.
1 1 1 1 二级反应 kt c c0 c0 (1 x ) c0 1 c0 kt 1 1 x
以1/(1－x)对 t/s作图, 应得一条直线, 由直线斜率可求得 k.
2015-1-8 4
t/s 120 x 0.3295 1/(1－x) 1.491
180 0.4175 1.717
对于一级反应 ln(c /[c]) kt ln(c0 /[c])
c c0 y
t / min 0 30 60 90 130 180 c /moldm－3 1.0023 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5346 ln(c/[c]) 0.0023 －0.1029 －0.2136 －0.3212 －0.4625 －0.6260
CH3NNCH3 C2H6 + N2 p0 0 0 p p0 － p p0－p
p(总)
p 2 p0 p(总) 当t 1000 s 时, p 2 p0 p(总) 2 21332 Pa 22732 Pa 19932 Pa
p
B
p 2( p0 p) 2 p0 p
12
p0/kPa 50.0 t1/2 /min 95 lg(t1/2 /min) 1.9777 lg(p0/kPa) 1.6990
2.4 2.3
45.4 102 2.0086 1.6570
38.4 32.4 140 176 2.1416 2.2455 1.5843 1.5105
26.9 224 2.3502 1.4298
240 0.4880 1.953
330 0.5805 2.384
530 600 0.6900 0.7035 3.226 3.373
slope
3
1.7167 1 3.98 10 3 180 0
2
m 得 k [k ] 0.05 7.96 10 2 dm 3 mol1 s 1
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16
( 2)
1
1 1 1 1 kcA,0 1 1 t 1 1 x1 t 1 x 2 2 (1 x 2 ) 1 / 7 0.1429 14.29%
70
50
100
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300 t/s
500
11
22 NO和H2发生反应 2NO + 2H2 N2 + 2H2O 在一定温度下, 某密闭容器中等摩尔比的NO与H2混合物在不同 初压下的半衰期为： p0/kPa 50.0 45.4 38.4 32.4 26.9 t1/2 /min 95 102 140 176 224 求反应的总级数. 由 p(NO)0 = p(H2)0 = p0 / 2
n 1 1 n 2 1 Bp 0 n 1 k ( n 1)c0
和 [NO]0 = [H2] 0 = n(NO)0 /V= p0 / 2RT
得 t 12
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( 2 RT ) n 1 ( 2 n 1 1) 式中常数 B k ( n 1) t 12 p0 取对数得 lg (1 n) lg lg B min kPa [ B]
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8
dpA 设反应级数为 , k A p A dt 采用等面积图解积分法求反应级数. 对上式求对数 pA dpA s kA lg lg lg dt Pa Pa [k ] pA dpA s 以 lg 对 lg 作图,由直线斜率求得 1.05 1, dt Pa Pa 故为一级反应. slope 2.84 3.30 1800 0 pA 3.2 4 以lg 对 t 作图,由直线斜率求得 2 . 556 10 Pa
lg
dc A s
lg
lg
c 再以 对t / s作图. [NOCl]
t /s moldm－3/ [NOCl]
90 moldm－3/ [NOCl]
0 50.00
200 62.89
300 69.44
500 82.64
slope 69.44 50.0 0.0648 300 0 k A 0.0648 dm 3 mol 1 s 1
k A 2.303 ( 2.556 10 4 ) s 1 5.9 10 4 s 1 .
3.0
本题反应为简单一级反应, 也可直接用试差法求解 (设为一级反应).
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2.8
0
500
1000 t/s
1500
9
2000
21 反应 2NOCl 2NO + Cl2 在200℃下的动力学数据如下： t/s 0 200 300 500 [NOCl]/ moldm－3 0.0200 0.0159 0.0144 0.0121 反应开始只含有NOCl, 并认为反应能进行到底, 求反应级数和速 率常数. 设反应级数为 ,
1
0
100 200 300 400 500 600 t/s
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5
15 某气相反应 2A A2 为二级反应, 在恒温恒容下的总压数据如下, 求kA. t/s 0 100 200 400 p总/Pa 41330 34397 31197 27331 20665
对题给二级气相反应 1 k t 1 A pA p0
15
27 某溶液中反应 A + B C 开始时A与B的物质的量相等, 没有C. 1h后A的转化率为75%, 问 2h后A尚有若干未反应? 假设 (1)对A为1级, 对B为0级: (2)对A和B皆为1级; (3)对A和B皆为0级.
(1)
1, 0
k 1 ln 1 1 ln 1 t 1 1 x1 t2 1 x2 t2 ln(1 x 2 ) ln(1 x1 ) 2 ln(1 0.75) t1 (1 x 2 ) 0.252 6.25%
dc A k A c A dt
cA kA [k ]
采用等面积图解积分法求反应级数. 对上式求对数
dt c c cA dc A s 对 lg 作图,由直线斜率求得 1.86 2, 以lg c dt c 故为二级反应.
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r1 k 0.1 0.1 2 R r2 k 0.1 0.4 2 8 R
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(1) (2)
14
r3 k 0.2 0.4 2 16R r4 k 0.1 0.2 3 1.88R
(3) (4)
式( 2) / 式(1)可得 式( 3) / 式( 2)可得
4 8 1.5 2 2 1
式(4) / 式(1)可得 2 1.5 1.88 已知 1.5 lg1.88 1.5 lg2 1.007 1 lg1.5
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以 1 对 t 作图, 可得一直线. pA
8
6
4
2
0
100
200
t/s
300
400
slope 7.501 2.420 105 1.27 107 400 0
k A 1.27 107 Pa s 1
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20 双光气分解反应 可以进行完全, 将反应物置于密闭器中, 保持280℃, 于不同时间 测得总压如下, 求反应级数和双光气的消耗速率常数. t/s 0 500 800 1300 1800 p总/Pa 2000 2520 2760 3066 3306 ClCOOCCl3 2COCl2 t=0 p0 0 t=t pA 2(p0－pA) t= 0 p = 2p0 由 p总 = pA + 2(p0－pA) 得 pA = 2 p0－ p总 t /s 0 500 800 1300 p总 /Pa 2000 2520 2760 3066 pA /Pa 2000 1480 1240 934 lg(pA/Pa ) 3.3010 3.1703 3.0934 2.9703 1800 3306 794 2.8413
t=0 t=t
2A(g) p0 pA
A2 (g) 0 (p0－pA)/2 20665 0
6
由 p总 = pA + (p0－pA)/2 得 pA = 2 p总 － p0
t/s p总/Pa pA/Pa 105Pa/pA 0 41330 41330 2.420 100 34397 27464 3.641 200 31197 21064 4.747 400 27331 13332 7.501
t 0.95
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1 1 1 1 ln ln 858min 3 1 k 1 x 3.45 10 min 1 0.95
2
7 反应 CH3NNCH3(g) C2H6(g) + N2(g) 为一级反应, 287℃时, 一密闭器中CH3NNCH3(偶氮甲烷)原来的 压力为21332Pa, 1000s后总压为22732Pa, 求k及t1/2. t=0 t=t
4 25℃时, 蔗糖转化反应 C12H22O11(蔗糖) + H2O C6H12O6 (葡萄糖) + C6H12O6(果糖) 在不同时间下蔗糖转化量如下: (蔗糖初浓度为1.0023moldm－3 ) t / min 0 30 60 90 130 180 y/moldm－3 0 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 试用作图法证明此反应为一级反应, 并求算速率常数及半衰期. 化学计量式中有水, 而反应却是一级反应, 是何缘故?1kg蔗糖转 化95%需时若干?
2.2
2.1
slope (1 n) 2.362 1.995 1.425 1.675 1.468 得n 1 1.468 2.5 反应为2.5级 .
2.0
1.4
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1.5
1.6 lg(p0/kPa)
1.7
13
25 一定条件下, 反应 H2 + Br2 2HBr 符合速率方程的一般形式, 即 d[HB r] k[H 2 ] [B r2 ] [HB r] dt 在某温度下, 当[H2]=[Br2]=0.1moldm－3 及[HBr]=2moldm－3时, 反应速率为R, 其它不同浓度时的速率如下所示, 求反应级数, 和. [H2] / moldm－3 [Br2] / moldm－3 [HBr] / moldm－3 速率 0.1 0.1 2 R 0.1 0.4 2 8R 0.2 0.4 2 16R 0.1 0.2 3 1.88R
对于一级气相反应
1 c 1 p 1 21332 k ln 0 ln 0 ln 6.788 105 s 1 t c t p 1000 s 19932
2
t 1 ln 2 / k 10211 s
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3
14 在OH－作用下, 硝基苯甲酸乙酯的水解 NO2C6H4COOC2H5 + OH－ NO2C6H4COOH + C2H5OH 在15℃时水解分数x如下, 两反应物初始浓度为0.05 moldm－3 t/s 120 180 240 330 530 600 x 0.3295 0.4175 0.4880 0.5805 0.6900 0.7035 计算此二级反应的速率常数. NO2C6H4COOC2H5 + OH－ NO2C6H4COOH + C2H5OH t=0 c0 c0 0 0 t=t c0(1－x) c0(1－x) c0 x c0 x
－0.1
slope
0.6260 0.0023 3.45 10 3 180 0
得 k 3.45 103 min1
－0.4
t 1 ln 2 / k 198.6 min
2
－0.7 0
50
100 t/min
150
200
H2O的浓度比较大, 在反应过程中可以看作常数, 故为一级反应.
1 1 1 1 二级反应 kt c c0 c0 (1 x ) c0 1 c0 kt 1 1 x
以1/(1－x)对 t/s作图, 应得一条直线, 由直线斜率可求得 k.
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t/s 120 x 0.3295 1/(1－x) 1.491
180 0.4175 1.717
对于一级反应 ln(c /[c]) kt ln(c0 /[c])
c c0 y
t / min 0 30 60 90 130 180 c /moldm－3 1.0023 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5346 ln(c/[c]) 0.0023 －0.1029 －0.2136 －0.3212 －0.4625 －0.6260
CH3NNCH3 C2H6 + N2 p0 0 0 p p0 － p p0－p
p(总)
p 2 p0 p(总) 当t 1000 s 时, p 2 p0 p(总) 2 21332 Pa 22732 Pa 19932 Pa
p
B
p 2( p0 p) 2 p0 p
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p0/kPa 50.0 t1/2 /min 95 lg(t1/2 /min) 1.9777 lg(p0/kPa) 1.6990
2.4 2.3
45.4 102 2.0086 1.6570
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26.9 224 2.3502 1.4298
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slope
3
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2
m 得 k [k ] 0.05 7.96 10 2 dm 3 mol1 s 1
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( 2)
1
1 1 1 1 kcA,0 1 1 t 1 1 x1 t 1 x 2 2 (1 x 2 ) 1 / 7 0.1429 14.29%
70
50
100
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300 t/s
500
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22 NO和H2发生反应 2NO + 2H2 N2 + 2H2O 在一定温度下, 某密闭容器中等摩尔比的NO与H2混合物在不同 初压下的半衰期为： p0/kPa 50.0 45.4 38.4 32.4 26.9 t1/2 /min 95 102 140 176 224 求反应的总级数. 由 p(NO)0 = p(H2)0 = p0 / 2
n 1 1 n 2 1 Bp 0 n 1 k ( n 1)c0
和 [NO]0 = [H2] 0 = n(NO)0 /V= p0 / 2RT
得 t 12
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( 2 RT ) n 1 ( 2 n 1 1) 式中常数 B k ( n 1) t 12 p0 取对数得 lg (1 n) lg lg B min kPa [ B]
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dpA 设反应级数为 , k A p A dt 采用等面积图解积分法求反应级数. 对上式求对数 pA dpA s kA lg lg lg dt Pa Pa [k ] pA dpA s 以 lg 对 lg 作图,由直线斜率求得 1.05 1, dt Pa Pa 故为一级反应. slope 2.84 3.30 1800 0 pA 3.2 4 以lg 对 t 作图,由直线斜率求得 2 . 556 10 Pa
lg
dc A s
lg
lg
c 再以 对t / s作图. [NOCl]
t /s moldm－3/ [NOCl]
90 moldm－3/ [NOCl]
0 50.00
200 62.89
300 69.44
500 82.64
slope 69.44 50.0 0.0648 300 0 k A 0.0648 dm 3 mol 1 s 1
k A 2.303 ( 2.556 10 4 ) s 1 5.9 10 4 s 1 .
3.0
本题反应为简单一级反应, 也可直接用试差法求解 (设为一级反应).
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2.8
0
500
1000 t/s
1500
9
2000
21 反应 2NOCl 2NO + Cl2 在200℃下的动力学数据如下： t/s 0 200 300 500 [NOCl]/ moldm－3 0.0200 0.0159 0.0144 0.0121 反应开始只含有NOCl, 并认为反应能进行到底, 求反应级数和速 率常数. 设反应级数为 ,
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100 200 300 400 500 600 t/s
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15 某气相反应 2A A2 为二级反应, 在恒温恒容下的总压数据如下, 求kA. t/s 0 100 200 400 p总/Pa 41330 34397 31197 27331 20665
对题给二级气相反应 1 k t 1 A pA p0
15
27 某溶液中反应 A + B C 开始时A与B的物质的量相等, 没有C. 1h后A的转化率为75%, 问 2h后A尚有若干未反应? 假设 (1)对A为1级, 对B为0级: (2)对A和B皆为1级; (3)对A和B皆为0级.
(1)
1, 0
k 1 ln 1 1 ln 1 t 1 1 x1 t2 1 x2 t2 ln(1 x 2 ) ln(1 x1 ) 2 ln(1 0.75) t1 (1 x 2 ) 0.252 6.25%
dc A k A c A dt
cA kA [k ]
采用等面积图解积分法求反应级数. 对上式求对数
dt c c cA dc A s 对 lg 作图,由直线斜率求得 1.86 2, 以lg c dt c 故为二级反应.
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r1 k 0.1 0.1 2 R r2 k 0.1 0.4 2 8 R
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(1) (2)
14
r3 k 0.2 0.4 2 16R r4 k 0.1 0.2 3 1.88R
(3) (4)
式( 2) / 式(1)可得 式( 3) / 式( 2)可得
4 8 1.5 2 2 1
式(4) / 式(1)可得 2 1.5 1.88 已知 1.5 lg1.88 1.5 lg2 1.007 1 lg1.5
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以 1 对 t 作图, 可得一直线. pA
8
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4
2
0
100
200
t/s
300
400
slope 7.501 2.420 105 1.27 107 400 0
k A 1.27 107 Pa s 1
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20 双光气分解反应 可以进行完全, 将反应物置于密闭器中, 保持280℃, 于不同时间 测得总压如下, 求反应级数和双光气的消耗速率常数. t/s 0 500 800 1300 1800 p总/Pa 2000 2520 2760 3066 3306 ClCOOCCl3 2COCl2 t=0 p0 0 t=t pA 2(p0－pA) t= 0 p = 2p0 由 p总 = pA + 2(p0－pA) 得 pA = 2 p0－ p总 t /s 0 500 800 1300 p总 /Pa 2000 2520 2760 3066 pA /Pa 2000 1480 1240 934 lg(pA/Pa ) 3.3010 3.1703 3.0934 2.9703 1800 3306 794 2.8413
t=0 t=t
2A(g) p0 pA
A2 (g) 0 (p0－pA)/2 20665 0
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由 p总 = pA + (p0－pA)/2 得 pA = 2 p总 － p0
t/s p总/Pa pA/Pa 105Pa/pA 0 41330 41330 2.420 100 34397 27464 3.641 200 31197 21064 4.747 400 27331 13332 7.501
t 0.95
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1 1 1 1 ln ln 858min 3 1 k 1 x 3.45 10 min 1 0.95
2
7 反应 CH3NNCH3(g) C2H6(g) + N2(g) 为一级反应, 287℃时, 一密闭器中CH3NNCH3(偶氮甲烷)原来的 压力为21332Pa, 1000s后总压为22732Pa, 求k及t1/2. t=0 t=t
4 25℃时, 蔗糖转化反应 C12H22O11(蔗糖) + H2O C6H12O6 (葡萄糖) + C6H12O6(果糖) 在不同时间下蔗糖转化量如下: (蔗糖初浓度为1.0023moldm－3 ) t / min 0 30 60 90 130 180 y/moldm－3 0 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 试用作图法证明此反应为一级反应, 并求算速率常数及半衰期. 化学计量式中有水, 而反应却是一级反应, 是何缘故?1kg蔗糖转 化95%需时若干?
2.2
2.1
slope (1 n) 2.362 1.995 1.425 1.675 1.468 得n 1 1.468 2.5 反应为2.5级 .
2.0
1.4
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1.5
1.6 lg(p0/kPa)
1.7
13
25 一定条件下, 反应 H2 + Br2 2HBr 符合速率方程的一般形式, 即 d[HB r] k[H 2 ] [B r2 ] [HB r] dt 在某温度下, 当[H2]=[Br2]=0.1moldm－3 及[HBr]=2moldm－3时, 反应速率为R, 其它不同浓度时的速率如下所示, 求反应级数, 和. [H2] / moldm－3 [Br2] / moldm－3 [HBr] / moldm－3 速率 0.1 0.1 2 R 0.1 0.4 2 8R 0.2 0.4 2 16R 0.1 0.2 3 1.88R
对于一级气相反应
1 c 1 p 1 21332 k ln 0 ln 0 ln 6.788 105 s 1 t c t p 1000 s 19932
2
t 1 ln 2 / k 10211 s
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14 在OH－作用下, 硝基苯甲酸乙酯的水解 NO2C6H4COOC2H5 + OH－ NO2C6H4COOH + C2H5OH 在15℃时水解分数x如下, 两反应物初始浓度为0.05 moldm－3 t/s 120 180 240 330 530 600 x 0.3295 0.4175 0.4880 0.5805 0.6900 0.7035 计算此二级反应的速率常数. NO2C6H4COOC2H5 + OH－ NO2C6H4COOH + C2H5OH t=0 c0 c0 0 0 t=t c0(1－x) c0(1－x) c0 x c0 x