第七章化学动力学习题解答

1第七章化学动力学7-1:解：旋光度与浓度Ct的关系如下：C0＝K（α0－α∞）Ct＝K（αt－α∞）假设是一级反应，则：ln（αt－α∞）＝－kt＋ln（α0－α∞）以ln（αt－α∞）对t作图，若为一直线，则该反应就是一级反应，并从直线的斜率求出速率常数k斜率＝－0.8/10.2=－0.0784k＝0.0784min-1,t1/2=ln2/k=8.84min7-2:解：131002.2hk天9579.2279ht7－3解：C6H5N2Cl的浓度C与VN2的关系如下：C0＝k’V∞Ct＝k’(V∞－Vt)假设是一级反应，则：n（V∞－Vt）＝－kt＋lnV∞以ln（V∞－Vt）对t作图，若为一直线，则该反应就是一级反应，并从直线的斜率求出速率常数kt/min3.266.3313.9320.51αt－α∞13.4510.355.553.2ln(αt－α∞)2.602.341.711.16t/min20406080100120140V∞－Vt56.244.335.527.821.717.513.6ln（V∞－Vt）4.033.793.573.333.082.862.612410%42.38%100%100ln1k31/231ln20.6932.02102.0210thkt14.343%0.99%100%100ln2468101214161820221.01.21.41.61.82.02.22.42.62.8ln(αt－α∞)t/min2斜率＝－（4.15－3.57）/60=－9.7×10－3则该反应为一级反应，速率常数k＝9.7×10－3min-17－4解：7－5解：假设是初始浓度不同，b＝6.67×10－3mol/L，a＝1.333×10－2mol/L的二级反应，有则以)()(lnxbaxab对t作图，如果是一直线，则假设成立，且通过斜率求得k2t/min510152025x(10-3mol/L)4.906.036.416.566.62)()(lnxbaxab0.8681.742.593.434.21则该反应为二级反应，斜率＝(a-b)k=0.1751132min28.261067.610333.1175.0Lmolk5101520250.51.01.52.02.53.03.54.04.5ln[b(a-x)/a(b-x)]t/min204060801001202.83.03.23.43.63.84.04.2ln(V∞－Vt)t/min35%00.30%100%100ln1k6051002.1%100%100ln2x121min1002.1k%3.95xtkxbaxabba2)()(ln13tkxbaxabba2)()(ln1-1-1122a211ln102000Jmol=102kJmolTTkERTTk解：molkJ/14.15041011.351071.1ln363343343363314.8CTREka1ln7－6：解：该反应是反应物初始浓度不同的二级反应，根据当，时，得st4.95894.04.02.06.0ln)6.04.0(105.11421当时，得st9.231043.04.01.06.0ln)6.04.0(105.114217－7解：一级反应)65016001(314.82770001087.1)650(ln3Kk1min134.0)650(KksKkKtt4.620min34.10)650(2ln2)650(221%757－8解：根据已知条件速率常数单位判断是一级反应。7－9解：T/K2732933133331/T3.66×10－33.41×10－33.19×10－33.00×10－3k/(10-5min-1)2.4647.55765480lnk0.9001613.860736.3561088.6088632.021dmmolax33.021dmmolbxmin370)600(2ln2/1Kkt13min1087.1)600(Kk)32313631(314.81014.1501011.3ln343k1731056.6sk4molkJEREaa/81.9710)9.241.3(9.39.93斜率RTEaAek/lnlnaaERTEkARTkAe或13511min56.2)373()37312731(314.81081.971046.2)373(ln)37311()()373(lnkkTRETkka将Ea和和k值代入根据已知条件中速率常数的单位判断该反应为一级反应，则7－10解：2.93.03.13.23.33.43.53.63.7012345678910lnk(1/T)×10－3×10－3114273314.831081.975min1028.11046.2eekARTEa025.02410612301314.8277314.812VVkkeeaaEEskt2.16min27.056.2693.02ln12/1molkJEa/10547.106352ln()akTtax211()1010.60nkT212()9.1610minkT7－11解：根据反应速率常数单位判断该反应为一级反应；设所求温度下的速率常数设为k（T2），则：7-17某药品若分解30%就失效。已知该药品在323K和343K分解的速率常数分别为7.08×10-4h-1和3.55×10-3h-1，计算该药品分解反应的活化能和若将药品在298K下保存，有效期为多长？解：311224211()8.3143233433.5510lnln74.25()3433237.0810aRTTkTEkJmolTTkT求药品在298K下保存的有效期，就是求药品分解30%所需的时间。根据已知条件，先求298K下的速率常数a24121()(298)1174250(298323)lnln()7.08108.314323298EkTkKkTRTT51(298)6.9610kKh该反应是一级反应有效期为51111lnln5124.6213.5(298)16.961010.3thdkx若将药品在298K下保存，有效期为213.5天7-18某药液由每毫升400个单位浓度构成，11月后浓度降低为每毫升300个单位。该药的分解反应是一级反应，计算（1）40天后的浓度（2）反应的半衰期。解：该反应是一级反应，则：（1）ktCCAtA0,,ln3011400300lnk141072.8dk2314.83103.229141073.56021016.9TeKT55.681222ERTakTAe（）6401072.8400ln440dC3.38640dC（2）dt9.7941072.82ln4217-19环氧乙烷的分解是一级反应，在653K的半衰期是365min，活化能是217.5kJ/mol，计算环氧乙烷在723K分解75%所需要的时间。解：3112ln20.693(653)1.9010min365kKt3(723)21750011ln1.90108.314653723kK1(723)0.0919minkK12ln22215min0.0919tt