物理化学习题解答docWord下载.docx
《物理化学习题解答docWord下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学习题解答docWord下载.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
dt
kdt
[A]2
[A]2
2d[A]2
[A]
t
d[A]2
[A]0
2{[A]2
[A]02}
k（t0）
{1[A]0
1kt1
}2
2[A]
0}
（
）[A]0
kt1
（22）[A]0
t12（2
2kt1
1）[A]02
4、在298K时，用旋光仪测定蔗糖的转化率，在不同时间所测得的旋光度αt如
下：
t/min
10
20
40
80
180
300
∞
o
–
αt/（）
试求该反应的速率常数
k值。
ln（
）
kt
ln（0
αt–α∞）
由
作图，直线斜率–k
–×
-3
，速率常数k×
-3-1
。
ln（α
–α
）~
=
min
=10
2.2
2.0
1.8
1.6
α∞1.4
-
（nα1.2
斜率=-0.0053
l
1.0
0.8
0.6
0.4
50
100
150
200
250
t/min
5、在298K时，测定乙酸乙酯皂化反应速率。
反应开始时，溶液中酯与碱的浓度
都为，每隔一定时间，用标准酸溶液滴定其中的碱含量，实验所得结果如下：
5
7
15
21
25
[OH]/
（1）证明该反应为二级反应，并求速率常数k值；
（2）若酯与碱的浓度都为，试计算该反应完成95%时所需的时间及该反应的半衰期。
（1）x/（a–x）=akt
x/（a–x）
由x/（a–x）~t作图，得一直线，即证明该反应为二级反应；
直线斜率ak=，反
应速率常数k=.min-1
）x
（/
3.0
2.5
1.5
斜率=0.11796
0.5
0.0
0510152025
（2）（a–=akt19=×
t=
6、含有相同物质的量的A、B溶液，等体积相混合，发生反应A+B→C，在反应经过后，A已消耗了75%；
当反应时间为时，在下列情况下，A还有多少未反应
（1）当该反应对A为一级，对B为零级；
（2）当对A、B均为一级；
（3）当对A、B均为零级。
A+B
C
t=0
t=t
–x
（1）r
k[A][B]0
k[A]
dx
dln（ax）
x）
dln（a
dt
ln（a
x）
lna
k（t
0）
0.75a）
k（t0）
ln（0.25a）
k（1
0）
ln（0.25a/a）
ln0.25
ln0.25（20）
（a
x）/a
0.252
6.25%
（2）r
k[A][B]
k[A]2
x）2
d（a
d（a
x）1
a1
k（t
（0.25a）
k3a
1a1k（10）
（ax）
3a1（20）
7a1
14.285%
（3）r
k[A]0[B]0
dx
0.75a
0.75a
00.75a（2
1.5a
（ax）/a
0.5表明已完全反应。
7、298K时，NaOH和CHCOOCH皂化作用的速率常数k
与NaOH和CHCOOCH皂化
作用的速率常数
k2′的关系为k2
k2′。
试计算在相同的实验条件下，当有
的
90%
CH3COOCH3被分解时，CH3COOC2H5的分解分数（设碱与酯的浓度均相等）。
x/（a–x）=akt
（a–=ak2t
x/（a–x）=ak2′t
9（a–x）/x=
（a–x）/x=14/15
x=15/29a=a
当有90%的CH3COOCH3被分解时，CH3COOC2H5的分解分数52%。
8、设有一n级反应（n≠1）。
若反应物的起始浓度为a，证明其半衰期表示式为（式
中k为速率常数）：
2n1
（n1）a
n
（a
x）n
x）1n
（n
1）kdt
1n
d（ax）
（n1）kdt
a1n
（n1）kt
当x=1/2a，t=t1/2
（a1/2a）1na1n（n1）kt1/2
（2n–1–1）
a1–n=（n–1）kt1/2
t1/2=（2n–1–1）a1–n/（n–1）k
，即证。
1）a
n1
当x=3/4a，t=t3/4
（a3/4a）1na1n（n1）kt3/4
（22n–2–1）
a1–n=（n–1）kt3/4
t3/4=（22n–2–1）
a1–n/（n–1）
t3
22n
4
9、对反应2NO（g）+2H（g）→N（g）+2H
O（l）进行了研究，起始时
NO（g）与H（g）的
物质的量相等。
采用不同起始压力p0，相应地有不同的半衰期。
实验数据如下：
p0/kPa
t1/2/min
81
102
140
224
求该反应的级数。
lnt1（1n）lnp0lnA
lnp0
lnt1/2
由lnt1/2~lnp0作图，直线斜率（1–n）=–，反应级数n=
nl
5.4
5.2
5.0
/
4.8斜率=-1.656
4.6
4.4
3.23.33.43.53.63.73.83.94.0
10、已知某反应的速率方程可表示为rkp[A][B][C]，请根据下列实验数
据，分别确定反应对各反应物的级数α、β、γ的值和计算速率常数k。
r/
rkp[A][B][C]
=kpαβγ
α=α，α=+α
–α=–α，α=
β=2β，β=ln2+β
–β=–β，β=–1
γ=γ，γ=0
=kp-10
kp=5/{-1}=25mol-1/
11、碳的放射性同位素14C在自然界树木中的分布基本保持为总碳量的×
10-13%，
某考古队在一山洞中发现一些古代木头燃烧的灰烬，经分析14C的含量为总碳量
的×
10-14%。
已知14C的半衰期为5700a，试计算这灰烬距今约有多少年
放射性同位素14C的蜕变是一级反应。
×
10-14%=×
10-13%/2n
–14ln10=–13ln10–nln2
–=––
=––+=
n=
year=×
5700a=
12、某抗菌素在人体血液中分解呈现简单级数反应，如果给病人在上午8点注射
一针抗菌素，然后在不同时t测定抗菌素在血液中的质量浓度ρ[单位以
mg/100cm表示]，得如下数据：
t/h
8
12
16
ρ/（mg/100cm3）
试计算：
（1）该分解反应的级数；
（2）求反应的速率常数k和半衰期t1/2；
（3）若抗菌素在血液中质量浓度不低于（100cm3）才有效，求注射第二针的时间。
（1）设为一级反应，ln（a–x）=
–kt
+ln
a，则ln（a–x）~t
作图应为一直线：
lnρ
-0.6
-0.8
-1.0
-1.2
ρ
nl-1.4
截距b=-0.3495
-1.6
斜率=-0.0963
-1.8
-2.0
46810121416
t/h
所以该反应为一级反应。
（2）由直线斜率–k=–，可求得速率常数k=.h-1
半衰期t1/2=ln2/k==
（3）直线方程为lnρ=––
=–
–=––
t=，故注射第二针的时间为14:
42。
13、在一抽空的刚性容器中，引入一定量纯气体A（g），发生如下反应：
A（g）→B（g）+2C（g）
设反应能进行完全，在323K恒温一定时间后开始计时，测定系统的总压随时间
的变化情况，实验数据如下：
t/min03050∞
p总/kPa
求反应的级数和速率常数。
A（g）
→B（g）
+2C（g）
t=0
pA
t=t
pA0–pA
2（pA0–pA）
p总
=3
pA0–pA，pA
pA0–p总
）/2
=（3
pA0=/3=
设反应为二级反应，r=–dpA/dt=kpA2
1/pA–l/pA0=kt，由1/pA~t作图应得一直线：
t0
+30
+0
+50
pA/kPa
1/pA
0.080
0.075
0.070
0.065
0.060
pA
0.055
0.050
斜率=7.50368×
10-5
0.045
0.040
0.035
30
所以该反应为二级反应，速率常数k=×
14、反应[Co（NH3）3F]2++H2O[Co（NH3）3H2O]3++F-是一个酸催化反应，若反应
的速率方程为r=k[Co（NH3）3F2+]α[H+]β，在指定温度和起始浓度条件下，络合物
反应掉1/2和3/4所用的时间分别为
t1/2和t3/4，实验数据如下：
实验编号
T/K
t1/2/h
t3/4/h
298
308
试根据实验数据求：
（1）反应的级数α和β的值；
（2）不同反应温度时的反应常数k值；
（3）反应实验活化能Ea值。
（1）在反应过程中酸的浓度可近似认为不变，因此反应可认为准
α级反应。
t3/4
t1/2
，这是一级反应的特点，故
α。
=2
=1
A1=kβ
A2=kβ
=A1/A2=β/β
1/2=β/{2ββ}=1/2β，故β=1。
E
1，
，
，k
RTa
=ln2/
（298）==ln2/
（308）=
=ln2/A
Ae
Ea
k1/k2
e
8.314
1/2
ln0.5
8.314
、当有
I
2存在作为催化剂时，氯苯
65
与
Cl
2在
298308/=
（CHCl）
CS（l）
溶液中发生如下的平行反应
（均为二级反应）：
设在温度和I2的浓度一定时，C6H5Cl与Cl2在CS2（l）溶液中的起始浓度均为，30min后，有15%的C6H5Cl转变为σ—C6H4Cl2，有25%的C6H5Cl转变为p—C6H4Cl2。
试计算两个速率常数k1和k2。
k1/k2=15%/25%=3/5=
1/–×
–1/=30（k1+k2）
k1+k2={1/（1–––1/}/30=2/45
k2+k2=2/45，k2=
k1×
16、有正、逆反应均为一级的对峙反应，
D-R1R2R3CBr
L-R1R2R3CBr，正、逆
反应的半衰期均为t1/2
若起始时
123
的物质的量为
，试计算在
=10min
D-RRRCBr
10min后，生成L-R1R2R3CBr的量。
t1/2=ln2/k
k1=k-1=ln2/10=
k1a–x
–k-1x
d/d
平衡时
a–xe
=k-1xe
k-1
k1
a–xe
）/
xe
dx/dt=k1（a–x）–k1（a–xe）x/xe={k1（a–x）xe–k1（a–xe）x}/xe
=k1a（xe–x）/xe
xe–x
）=（
k1axe
d/（
）d
xe–x
xe
–k1at
k1（a–xe）=k-1xe，xe=a/2=
ln–x）–=–×
1×
10/=–
ln–x）=––=–
–
升级会员 