物理化学：化学动力学习题课

第九章 化学动力学基本原理 习题课
概念与公式 例1 例4 例2 例5 例3 例6
1 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
（一） 概念和公式
一、反应速率表达式：aA bB
r / mol dm3 s1 d dni dci
Vdt viVdt vidt
r
当r=r0 /9 时，[A]= a/3
t 1 1 1 2 200 s k a / 3 a 0.1 0.1
6. 在温度T，实验测得某化合物在溶液中分解的数据
c0/ mol·dm-3 0.50 1.10 2.48
t1/2 /s
4280 885 174
则该化合物分解反应级数为__3_______
10 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
kc
例3、气相反应 nA P
速率公式：
d[ A] dt
kc[
A]n
若以压力代替浓度，速率公式为： dpA
气体设为理想气体,证明
kp
kc (RT )n1
dt
kp
p
n A
证：将[A]=pA /RT代入
d[ A] dt
kc[
1 T1
1 T2
k AeEa / RT
6 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
（二）例题
例1、选择、填空
1.对于反应2NO2=2NO+O2，其反应速率表达式为（D）
( A) 2d[NO2 ] 2d[NO] d[O2 ]
dt
dt
dt
(B) d[NO2 ] d[NO] d[O2 ] d
2 微分法： n ln(r1 / r2 ) ln(c1 / c2 )
3 孤立法（过量浓度法、降级法）
5 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
四、阿累尼乌斯公式
d ln k dT
Ea RT 2
ln k Ea 常数 RT
ln
k(T2 ) k (T1 )
Ea R
dt
cC
则该反应的总级数是_1__级，k的单位__S_-1___
3. 某反应的转化率分别为50%，75%，87.5%, 所须
时间分别为t1/2， 2t1/2 ， 3t1/2 ，则该反应对此物质
的级数为_1___
4. 已知某反应的速率方程为r=k[A][B], 则该反应的级 数为__2__, 反应分子数_不__能__确__定_
k
AB
dx k(a x)
dt
ln a kt ax
2. 二级反应 k/ mol-1·dm3·s-1
t1/ 2
ln 2 k
k
2Ax
dx k(a x)2 dt
1 1 kt ax a
t1/ 2
1 ak
k
A Bx
dx k(a x)(b x)
1 ln b(a x) kt
dt
a b a(b x)
5. n 级反应 k/mol1-n·dm3(n-1)·s-1
dx k(a x)n dt
1
1
(a x)n1 an1 (n 1)kt
常数 t1/ 2 kan1
4 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
三、反应级数的测定
1 积分法：尝试法 作图法 半衰期法 t1/2=K’c01-n n 1 ln(t1/ 2 / t1/ 2 ' ) ln(c0 / c0 ' )
dcA adt
kccAn
k / mol1n dm3(n1) s1
对于(理想气体)气相反应 p=cRT
r' / Pa s1
dpA adt
k
p
p
n A
kp kc (RT)1n 注意：单位换算
2 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
二、 简单级数反应
1. 一级反应 k/s-1
3 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
3. 零级反应 k/mol·dm-3·s-1
k
AB
dx k
x kt
dt
t1/ 2
a 2k
4. 三 级反应 k/mol-2·dm6·s-1
dx k(a x)3 dt
11
3
(a x)2 a2 2kt t1/ 2 2ka2
9 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
例2、反应mA nB，的速率表达式为：
d[ A] k[ A]m dt
则 d[B] ? dt
解：根据速率表达式
d[B] d[A] ndt mdt
d[B] n d[ A] nk [A]m dt m dt m
r=k[NO2][F2]，计算10s 后 NO2 ,F2, NO2F在反应釜
中物质的量
解：根据速率方程表达式
dni viVdt
k
n n NO2 F2 V2
r
dci vi dt
k cNO2 cF2
dni vi dt
k V
n n NO2 F2
dnNO2F 2dt
12 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
设生成NO2F的物质的量为x, n(NO2)=2-x, n(F2)=3-x/2,
2dt
2dt
dt dt
(C) d[NO2 ] d[NO] d[O2 ]
dt
dt
dt
(D) d[NO2 ] d[NO] d[O2 ] d
2dt
2dt
dt Vdt
7 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
2 .反应A + B C的速率方程为 dcA k cAcB
A]n
d[ A] dt
dpA RTdt
kc
pA RT
n
kc (RT )n
p
n A
而 dpA dt
k
p
p
n A
kp
kc (RT )n1
11 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
例4、气相反应 2NO2 + F2 2NO2F 当2molNO2 和3molF2 在400dm3 的反应釜中混合， 已知300K时k=38 mol-1·dm3·s-1 ，反应/k， t1/4=ln4/k=2ln2/k， t1/8=ln8/k=3ln2/k ，
8 速率公式 简单级数 级数测定 阿-公式 碰撞理论 过渡态 单分子反应 习题课
5.某二级反应2AP ，k=0.1 mol-1·dm3·s-1，c0=0.1 mol·dm-3，当反应速率降低9倍时，所须时间_2_0_0_s