(精品)动力学习题汇总-1-1,2级反应.ppt

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1、8-1-1 反应反应ClCOOCl3(g)2COCl2(g)，在定温定容容器中进在定温定容容器中进行，测得总压力行，测得总压力p与时间与时间t的关系如下：的关系如下：已知为一级反应，求反应速率系已知为一级反应，求反应速率系(常常)数。已知数。已知t=0时，只有反应物。时，只有反应物。t/s 0 51 206 454 751 1132 1575 2215 p/kPa 2.004 2.064 2.232 2.476 2.710 2.969 3.197 3.452解解：p=2p0=4.008 kPa t/s 51 206 454 751 1132 1575 2215kA/104s1 5.96 5.8

2、4 5.91 5.79 5.80 5.75 5.79 =5.83104s1。8-1-2 二甲醚的气相分解是一级反应：CH3OCH3（g）CH4（g）+H2（g）+CO（g）504时把二甲醚充入真空的定容反应器内，测得总压力数据如下：t/s 0 390 777 1587 3155 p/kPa 41.3 54.4 65.1 83.2 103.9试计算该反应在504的反应速率系(常)数及半衰期。解解：p=3p0=123.9 kPa t/s 390 777 1587 3155 kA/104s1 4.43 4.37 4.46 4.50 =4.44104 s1 t1/2=ln2/kA=1.56103 s。

3、8-1-3 H2O2的催化分解反应为一级反应。水溶液中的H2O2浓度可用KMnO4溶液滴定后确定。测得滴定所消耗的KMnO4溶液体积V与时间t的关系如下：t/min 0 5 10 20 30 50 V/ml 46.1 37.1 29.8 19.6 12.3 5.0试求H2O2分解反应的反应速率系(常)数。解解：t/min 5 10 20 30 50 kA/min1 0.0434 0.0436 0.0428 0.0440 0.0440=0.0436 min1 8-1-4 氯化重氮苯的反应如下：C6H5N2Cl(溶液)C6H5Cl(溶液)+N2(g)50时测得放出的N2体积（在一定温度和压力下）V

4、与时间t的关系如下：t/min 6 9 12 14 18 22 24 26 30 V/cm3 19.3 26.0 32.6 36.0 41.3 45.0 46.5 48.4 50.4 58.3已知为一级反应，求反应速率系(常)数。解解：cA（VVt）cA，0 Vt/min 6 9 12 14 18 22 24 26 30 kA/102min1 6.70 6.56 6.83 6.86 6.85 6.72 6.66 6.82 6.66=6.7410-2 min1 8-1-5 蔗糖的转化反应可用旋光仪进行研究，恒温下测得溶液的旋光角与时间t的关系如下：t/min 0 10 20 40 80 180

5、300 6.60 6.17 5.79 5.00 3.71 1.40 0.24 1.98已知为一级反应，求反应速率系(常)数。解解：t/min 10 20 40 80 180 300 kA/103min1 5.14 4.96 5.16 5.13 5.18 5.32=5.15103min1。8-1-6 对于某一级反应和某二级反应，若反应物对于某一级反应和某二级反应，若反应物初浓度相同且半衰期相等，求在下列情况下二初浓度相同且半衰期相等，求在下列情况下二者未反应的百分数。者未反应的百分数。（1）t1=t1/2/2；（2）t2=2t1/2。解解：一级反应 t1/2=ln2/k 设反应物初浓度为cA,0

6、二级反应 t1/2=1/（kcA,0）（1）t1=t1/2/2一级：1xA=0.707=70.7%二级：1xA=0.667=66.7%（2）t2=2t1/2一级：1xA=0.25=25%二级：1xA=0.333=33.3%8-1-7 在定温在定温300K的密闭容器中，发生如下气相反应：的密闭容器中，发生如下气相反应：A（g）+B（g）Y（g）测知其速率方程为测知其速率方程为 假定反应开始只有假定反应开始只有A（g）和）和B（g）（）（初始体积比为初始体积比为1：1），初始总压力为），初始总压力为200 kPa，设反应进行到设反应进行到10 min时，时，测得总压力为测得总压力为150 kPa，

7、则该反应在则该反应在300 K时的反应速率时的反应速率系系(常常)数为多少？再过数为多少？再过10 min时容器内总压力为多少？时容器内总压力为多少？解解：A（g）+B（g）Y（g）t=0：pA,0 pB,0 0 t=t：pA pB pA,0 pA 则时间t时的总压力为 pt=pA+pB+pA,0 pA=pB+pA,0 因为 pA,0=pB,0 符合化学计量系数比，所以 pA=pB 则 pt=pA+pA,0 故 pA=pB=pt pA,0代入速率微分方程，得积分上式，得 已知pt,0=200kPa，pA,0=100kPa，即 代入t=10min时，pt=150kPa，得 k=0.001kPa1

8、min1 当 t=20min时，可得 pt=133kPa 8-1-8 已知气相反应已知气相反应 2A+B 2Y的速率方程为的速率方程为 。将气体将气体A和和B按物质的量比按物质的量比2：1引入一抽空的反应器中，反应温引入一抽空的反应器中，反应温度保持度保持400 K。反应经反应经10min后测得系统压力为后测得系统压力为84 kPa，经很长经很长时间反应完了后系统压力为时间反应完了后系统压力为63 kPa。试求：试求：（1）气体）气体A的初始压力的初始压力pA,0及反应经及反应经10 min后后A的分压力的分压力pA；（2）反应速率系反应速率系(常常)数数k kA；（3）气体气体A的半衰期。的

9、半衰期。解解：（1）2A +B 2Y t=0 pA，0 pA，0/2 0 t=t pA pA，0/2（pA，0pA）/2 pA，0 pA p(总)=pA，0+pA/2 pA=2p(总)pA，0 t=，pA=0，p(总，)=pA，0=63kPa t=10min pA=2（8463）kPa=42kPa（2）=1.59103 kPa1min1（3）8-1-9 反应 2A+B Y由试验测的为二级反应，其反应速率方程为：70时，已知反应速率系(常)数kB=0400 dm3mol1s1，若 cA0=0200 moldm3，cB0=0100 moldm3。试求反应物A的转化率为90%时，所需时间t=？解解：

10、按cA0=2cB0，则反应过程中始终有 cA=2cB，于是 分离变量积分，得或又，则 8-1-10 反应A+2B Z的速率方程为：在25时，kA=1 102 mol1dm3s1，求25时，A反应掉20%所需时间。（1）若cA0=001 moldm3，cB0=100 moldm3；（2）若cA0=001 moldm3，cB0=002 moldm3。解解：（1）因为 cA0 cB0，所以 cB cB0=常数，故有于是解得 （2）由于cA0：cB0=1：2，与A，B的化学计量系数之比相同，故反应过程中始终有cA：cB=1：2即cB=2cA，则速率方程变为:=1.25103 s。将 cA=cA0（1x

11、A）代入，分离变量积分，得8-1-11 在326时 1,3丁二烯反应生成二聚物 C8H12。将一定量的1,3丁二烯置于容器中，测得不同时间容器内的压力为：t/min 0 12.18 24.55 42.50 68.05 p/kPa 84.26 77.88 72.90 67.90 63.27试求此二级反应的反应速率系(常)数。解解：p=0.5p0=42.13 kPa t/min 12.18 24.55 42.50 68.05 kA/dm3 mol-1 min-1 0.866 0.889 0.883 0.862 =0.875 dm3mol-1 8-1-12 反应2A(g)+B(g)Y(g)+Z(s)

12、的速率方程为:今将摩尔比为21的A,B混合气体通入400 K的定温密闭容器中，系统初始压力为3 kPa，经50s后容器内压力为2 kPa，问经150s后容器中pB为若干？解解：nA,0/nB,0=vA/vB=2/1；则 nA/nB=pA/pB=2 dpB/dt=kpA1.5pB0.5=k(2pB)1.5pB0.5=21.5kpB2=kpB2 2A(g)+B(g)C(g)+D(s)t=0 2pB,0 pB,0 0 t=t1 2pB pB pB,0-pB p(总)=pB,0+2pB pB=p(总)pB,0/2 t=0时 p(总,0)=3pB,0=3 kPa 则 pB,0=1 kPa t1=50s时

13、 pB,1=p(总,1)pB,0/2=0.5 kPak=0.02 kPa1s1 t2=150s时 pB,2=0.25 kPa 8-1-13 A和B按化学计量比导入等容容器中，于400K发生如下反应：2A+B Y+Z 已知速率方程为 。设开始时总压力为30Pa，反应在7.5min后总压力降至20Pa。问再继续反应多长时间可由20 Pa降至15 Pa？另外，A的消耗速率常数kA=？解解：则故设px为产物的分压力，则：t=0 pA,0 pB,0 0t1=7.5min pA,0-2px,1 pB,0-px,1 px,1t2 pA,0-2px,2 pB,0-px,2 px,2则 px,1=5Pa，pA,

14、1=10Pa，pB,1=5Pa则 px,2=7.5Pa，pA,2=5Pa，pB,2=2.5Pa，可解得：，所求为8-1-14 反应 2A(g)+B(g)Y(g)的动力学方程为 。今将A与B的摩尔比为21的混合气体通入400 K定容容器中，起始总压力为3.04 KPa，50s后，总压力变为2.03 kPa，试求反应的反应速率系(常)数kB及kA。解解：则 8-1-15 某溶液中反应A+BY 开始时A与B的物质的量相等，没有Y，1h后A的转化率为75%，问2h后A尚有多少未反应？假设：（1）对A为一级，对B为零级；（2）对A，B皆为一级；（3）对A，B皆为零级。解解：dcA/dt=kcAcB （1

15、）=1，=0，即dcA/dt=kcA 1xA,2=0.0625=6.25%；（2）=1，dcA/dt=kcAcB=kcA2 1xA,2=0.1429=14.29%；（3）=0，dcA/dt=k xA,2=t2xA,1/t1=1.5 xA,2 1无意义，说明反应物在2h以前已消耗完。8-1-16 已知反应2HI I2+H2，在508下，HI的初始压力为101325 Pa时，半衰期为135 min；而当HI的初始压力为101325 Pa时，半衰期为135 min。试证明该反应为二级，并求出反应速率系(常)数（以dm3mol1s1及以Pa1s1表示）。解解：（1）（2）=1.22 108 Pa1 s

16、1 而 kAc=kAp(RT)=1.22 108 Pa1s1 (8.314 Jmol1K1 781.15 K)=7.86 102 dm3mol1s1 试确定动力学方程式 中的反应级数，及速率系(常)数k。8-1-17 500 K时测得反应aA(g)+bB(g)yY(g)+zZ(g)的初始速率0与反应物A,B的初始浓度cA,0,cB,0之间的关系如下：cA,0103/moldm3 1.603.203.20cB,0103/moldm3 3.203.206.520106/moldm3min1 8.433.769.0 解解：由第1,第2组数据，=2.2 由第2,第3组数据，=1.01 则 =2，=1。

17、由第1组数据，得 k=1.03103 dm6mol2min1 由第2组数据，得 k=1.03103 dm6mol2min1 由第3组数据，得 k=1.04103 dm6mol2min1 故 =1.03103 dm6mol2min1。8-1-18 在某温度下实验测定气相反应A+2B 2Y，在不同的初始浓度下的反应速率列表如下：0.010.04 0.010.10.10.22.410-31.210-34.810-3试求出反应速率方程并求出反应速率系(常)数k。解解：对比1,2组数据则 =1 对比1,3组数据则 =1 即，代入第1组数据，t=08-1-19 定容反应器中开始只有气体A和B，总压力为10

18、5Pa，于400K发生如下反应：2A(g)+B(g)Y(g)+Z(g)。一次实验中，B的分压由 pB,0=4Pa降至pB=2Pa所需时间与2Pa降至1Pa所需时间相等。在另一次实验中，开始总压力仍为105Pa，A的分压力由pA,0=4Pa降至pA=2Pa所需时间为由2Pa降至1Pa所需时间的一半。试写出此反应的反应的速率方程。解解：设速率方程为在第一次实验中，A大大过量，可认为过程中pA=pA,0。为准 级反应，而题示B的半衰期与初压力无关，此为一级反应的特征，故=1。另一次实验中，B大大过量，可认为过程中pB=pB,0。为准 级方程，由题示A的半衰期与其初压力成反比，此为二级反应的特征，故=

19、2。此反应的速率方程为：8-1-20 气相反应A+2BY的速率方程为在定容800K下实验结果如下：。实验123133133266pA,0/kPa133002660026600pB,0/kPa5.3221.2834.7 8.675求反应分级数 和 及反应速率系(常)数。解解：A +2B D t=0 pA,0 pA,0 0 t=t pA pB,0-2(pA,0-pA)pA,0-pA p(总)=pB,0-pA,0+2pA dp(总）/dt=2dpA/dt 对比实验1,2 B过量则 =2 实验1 实验3 两式相除，得 4=421，则 =1 反应速率方程为：dpA/dt=kpApB2 由实验1数据=1.131010 Pa2h1。