动力学习题

2
80.0
2.66
？ 1093
3
1.33
80.0
830 1093
4
2.66
80.0
？ 1093
5
80.0
1.33
10 1113
(1)求所缺半寿期数据 (2)求1093 K时的k值 (3) 求反应活化能 (4) 如果1093 K时，p0(NO)=2.66 kPa, p0(H2)=1.33 kPa ，求该反应半寿期。
一、N2O(g)的热分解反应 2N2O(g)= 2N2(g)＋ O与2半(g)衰。期从值实如验下测：出不同温度时，各个起始压力
反应温度 T/K 初始压力 p0/kPa 半衰期 t/s
967
156.787
380
967
39.197
1520
1030
7.066
1440
1030
47.996
212
试求：
(1) 反应级数和不同温度下的速率常数
k =5.6×10-12 Pa-2·s-1 (3) 反应1与5比较 ，
ln(k2/k1)=(Ea/R)(1/T1-1/T2), Ea=329.9 kJ·mol-1
(4)
t1/2
3 2k p02
=1.51×105 s
（三）N2O5 分解反应历程如下：
N2O5 k1
NO2 + NO3 k2 NO2 + NO3 k3 NO + NO3 k4
NO2 + NO3 N2O5 NO + O2 + NO2 2NO2
以 NO3 及 NO 为活性中间物,用稳态近似法证明， N2O5 消失速率对N2O5的浓度为一级反应
[答] 根据稳态近似可得
[NO3] =
k1[N2O5 ] (2k3 +k2 )[NO2 ]
-d[N2O5]/dt = k1[N2O5] - k2[NO2][NO3]
（二）反应 2NO(g) +H2(g) =N2O(g) +H2O(g) 的 速率方程为：
dp(N2O)/dt = k p(NO)2 p(H2),
实验得到如下数据为：(反应在恒温、恒容下进行)
反应序号 p0(NO)/kPa p0(H2)/kPa 半寿期/s T/K
1
80.0
1.33 19.2 1093
=
2k1k3 2k3 k2
[N2O5
]
(2) 实验活化能 Ea值 (3) 若 1030 K 时, N2O(g) 的初始压力为 54.00 kPa,
当压力达到 64.00 kPa 时所需的时间。
[答] (1) 用半衰期法确定反应级数, 得n=2
k(967 K) =1/(t1/2p0)=1.678×10-5 (kPa)-1·s-1 k(1030 K)=9.828×10-5 (kPa)-1·s-1
(1) 反应1和2 中，NO过量, 反应3, 4 中，H2过 量
所以反应2的 t1/2=19.2 s 反应4的t1/2=1/[k(表)·p0(NO)] ， 反应4的t1/2是反应3的一半, 即t1/2= 415 s
Baidu Nhomakorabea
(2) 据反应1， k(表)=kp0(NO)2 =0.69/19.2 =0.036 s-1
(2) Ea=R ln(k2/k1)×[T2T1/(T2-T1)]=232.34 kJ·mol-1
(3) 2N2O(g) ＝ 2N2(g) ＋ O2(g)
t=0 p0
0
0
t=t p
p0-p 0.5(p0-p)
p总=1.5p0 – 0.5p=64 kPa p=34 kPa
二级反应有 1/p-1/p0=kt t=110.8 s