化學工業(yè)出版社物理化學答案第8章化學動力學.pdf

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1 第八章 化學動力學習題解 1 解： （ 1）對于一級反應，半衰期為 12 41 1 ln2 0.693 1444s 4.8 10 s t k ?? == = （ 2）設系統(tǒng)起始壓力為 p 0 ，任意時刻壓力位 p t 。則 ( ) 25 2 2 0 00 N O 2NO 1/ 2 O 0 0 0 1 2( ) ( ) 2 xxx tp tt p p p p p →+ = =?? 00 0 153 2( ) ( ) 222 tx xx x p pp pp p p p=?+?+=? 由一級反應速率方程 1 ln a kt ax = ? 以 p 0 替代 a， p x 替代 a-x 1 0 0 1 ln kt x x p kt p p e p ? =?= 當 t=10s 時 41 4.8 10 s 10 66.66kPa 66.34kPa x pe ?? ? == 0 53 22 tx p pp=? 2.5 66.66kPa 1.5 66.34kPa 67.14kPa= ? = 當 t=1060s=600 s 時 41 4.8 10 s 600 66.66kPa 49.98kPa x pe ?? ? == 0 53 22 tx p pp=? 2.5 66.66kPa 1.5 49.98kPa 91.68kPa= ?= 2 解： （ 1）一級反應起始速率方程 t=0 331 1 410 moldm min ka ??? ??= （ 1） t=2h 331 1 1 10 mol dm min ( )ka x ??? ??=? （ 2） 兩式相除得 4/aa x=? 解得 x=(3/4)a 2 代入一級反應速率系數(shù)計算式得 21 1 11 ln ln 1.16 10 min 2 60min (3 / 4) aa k tax a a ? ? == = ? ? （ 2） 12 21 1 (ln2) 0.693 60.0min 1.16 10 min t k ?? == = （3） 331 30 21 1 410 moldm min 0.34mol dm 1.16 10 min r a k ??? ? ?? ?? == = ? 3 解： （ 1）根據(jù)一級反應速率方程 21 1 11 1 1 ln ln 1.02 10 h 150h10.4 k ty ? ? == = ?? （ 2） max 0 1 rrka= = 21 3 5 3 1 1.02 10 h 0.001mol dm 1.02 10 mol dm h ?? ? ? ? ? = ?= ?? （ 3） 3 ( ) 0.5 0.0005mol dmcax a ? =?= = ? 4 解：放射性元素的放射為一級反應。 41 1 1/ 2 ln 2 0.693 5.02 10 d 1380.4d k t ? ? == = 41 11 1 1 ln ln 3779d 1 5.02 10 d 1 0.85 t ky ?? == = ? ? 5 解：設任意時刻 PH 3 的分壓為 p x 。則 ( ) 34 2 0 00 4PH (g) P g 6H (g) 0 0 0 13 ( ) ( ) 42 xxx tp tt p p p p p →+ = =?? 00 0 13 73 ()() 42 44 tx xx x p pp pp p p p=?+?+=? 0 74 3 t x p p p ? = 根據(jù)一級分壓速率方程 00 1 0 3111 ln ln ln 74 xt ppa k taxtp t p p === ?? 將 p 0 =34.997 kPa, t=58s、 p t =36.344 kPa 及 t=108s、 p t =36.677 kPa 分別代入上式計算得 3 41 1 1 3 34.997kPa (58s) ln 9.0810s 58s 7 34.997kPa 4 36.344kPa kt ?? == = ? 41 1 1 3 34.997kPa ( 108s) ln 6.12 10 s 108s 7 34.997kPa 4 36.677kPa kt ?? == = ? 取平均值得 41 1 7.60 10 sk ?? = 6 解： （ 1）反應式為 511 2 51 C H I H O C H OH H I 0 0 0 tt ta tt ax x x x t + ? ?+→? + = =? =∞ aaa 根據(jù)電化學原理，稀溶液的電導與電解質濃度成正比，所以 時間 電導 t = 0 G 0 (1) t = t G t = G 0 + kx (2) t =∞ G ∞ = G 0 + ka (3) (3)-(1)得 0 =GGka ∞ ? (4) (3)-(2)得 =( ) t GGkax ∞ ?? (5) (4)、 (5)兩式相除得 0 = t GG a GGax ∞ ∞ ? ?? （ 6） 將（ 6）是代入一級反應速率方程得 0 ln ln t GG a kt ax G G ∞ ∞ ? == ?? 即 0 ln t GG kt GG ∞ ∞ ? = ? （ 2）將速率方程積分式改寫為 0 ln( ) ln( ) t GG GG kt ∞∞ ?= ?? 通過計算列表如下 t/min 0 1.5 4.5 9.0 16.0 22.0 ∞ G/10 -3 s -1 0.39 1.78 4.09 6.32 8.36 9.34 10.50 ln( ) t GG ∞ ? 2.1656 1.8579 1.4303 0.7608 0.1484 以 ln( ) t GG t ∞ ?