第7章1化学动力学1.970K下，反应2N,0=2N,+0，起始时N,0的压力为2.93×10'Pa，测得反应中系统的总压变化如下所示：t/s300900200040003. 33P(总)/104Pa3.633.934.14求最初300s与最后2000s的时间间隔内的平约速率。解：2N0=2N,+02(3.33-2.93)×10=13.3Pa.S-1V.300(4.14 3.93)×104=1.05Pa.S-1V.20002.N0在金表面上分解的实验数据如下：0t/min204060801000C (N,0) /mo1. L-10.100.080. 060.040. 02①求分解反应的反应级数。②求速率常数。③求N20消耗一半时的反应速率。④该反应的半衰期与初始浓度呈什么关系？解：①匀速反应，速率与反应物的浓度无关，零级反应。0.10-0.08=1.0×10-3 mol.1-l.min-1k=V:②20③v=1.0x10"mol.1-l.mindc=k-dc = kdtC。-c, = kt?定积分得：dtCo将C,= C.代入得：t1/2 =2k3.碳-14半衰期为5720a，今测得北京周口店山顶洞遗址出土的古斑鹿骨化石中"c/2c比值是当今活着的生物的0.109倍，估算该化石是距今多久？周口店北京猿人距今约50万年，能否用碳-14法测定它的生活年代？解：0.6930.693=1.21x10-4a-lk=5720ti/2
第 7 章 化学动力学 1. 970K下，反应2N2O =2N2+O2 起始时N2O的压力为2.93×104Pa，测得反应中系统的总压变化 如下所示： t/s 300 900 2000 4000 P(总)/104Pa 3.33 3.63 3.93 4.14 求最初300s与最后2000s的时间间隔内的平约速率。 解： 2N2O = 2N2 + O2 2. N2O在金表面上分解的实验数据如下： ①求分解反应的反应级数。 ②求速率常数。 ③求 N2O 消耗一半时的反应速率。 ④该反应的半衰期与初始浓度呈什么关系? 解：①匀速反应，速率与反应物的浓度无关，零级反应。 ② ③ v = 1.0×10-3 mol·l -1·min-1 ④ 定积分得： 将Ct = ½ C°代入得: 3. 碳-14半衰期为5720a，今测得北京周口店山顶洞遗址出土的古斑鹿骨化石中14C/12C比值是 当今活着的生物的0.109倍，估算该化石是距今多久？周口店北京猿人距今约50万年，能否 用碳-14法测定它的生活年代？ 解： t/min 0 20 40 60 80 100 C(N2O)/mol.L-1 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 1 4 13.3 . 300 (3.33 2.93) 10 1 Pa S 1 4 1.05 . 2000 (4.14 3.93) 10 2 Pa S 3 1 1 1.0 10 . .min 20 0.10 0.08 k mol l k c t 2 0 1/ 2 k dt dc dc kdt c c kt t 4 1 1/ 2 1.21 10 5720 0.693 0.693 a t k
In = -kt In0.109 =-1.21×10-tt =1.83×10aCo不可行，因为C-14的放射性太弱，它可较准确断代的样品应距今100050000年间。4.某反应在273K和313K下的速率常数分别为1.06×10s和2.93×10s，求该反应在298K下的速率常数。2.93×10-3E.3313273解InEa= 9.98×10'J.moll1.06×10-58.314313×273k9.98×10*298273Ink=4.24×10s1.06×10-58.314298×2735.某一级反应，衣在300K时反应完成50%需时20min，在350K时反应完成50%需时5.0min，计算该反应的活化能。20Ea350-300Y=解：·.In5.08.314350300VztE,= 2.42×10'J.mol-6.有人提出氧气氧化溴化氢气体生成水蒸气和溴蒸气的反应历程如下：HBr + O02 -→ H00BrHOOBr+HBr→2HOBrHOBr + HBr → H,O + Br2①怎样由这三个基元反应加和起来得该反应的计量方程式？②写出各基元反应的速率方程。③指出该反应有哪些中间体？实验指出，该反应的表现速率方程对于HBr和O,都是一级的，在上述历程中，哪一步基元反应是速控步？解：①A+B+2C得：4HBr+0,→2H0+2BrzV, = k,CHBr"CHoOBr@ V, = k,CHBr ·Co,V, = k,CHBr -CHOBr③中间体有：HOOBr和HOBr④第一步是速控步
不可行，因为 C-14 的放射性太弱，它可较准确断代的样品应距今 1000～50000 年间。 4．某反应在273K和313K下的速率常数分别为1.06×10-5 s -1和2.93×10-3s -1，求该反应在298K 下的速率常数。 Ea = 9.98×104 J.mol-1 k = 4.24×10-4 s -1 5. 某一级反应，在300K时反应完成50%需时20min,在350K时反应完成50%需时5.0min，计算 该反应的活化能。 Ea = 2.42×104 J.mol-1 6. 有人提出氧气氧化溴化氢气体生成水蒸气和溴蒸气的反应历程如下： HBr + O2 → HOOBr HOOBr + HBr → 2HOBr HOBr + HBr → H2O + Br2 ①怎样由这三个基元反应加和起来得该反应的计量方程式？ ②写出各基元反应的速率方程。 ③指出该反应有哪些中间体？ ④实验指出，该反应的表现速率方程对于HBr和O2都是一级的，在上述历程中，哪一步基 元反应是速控步？ 解：① A + B +2C 得：4HBr + O2 → 2H2O + 2Br2 ② ③中间体有： HOOBr 和 HOBr ④第一步是速控步 kt t c ct 4 0 ln ln0.109 1.21 10 t a 4 1.8310 ) 313 273 313 273 ( 1.06 10 8.314 2.93 10 ln 5 3 解： Ea ) 298 273 298 273 ( 8.314 9.98 10 1.06 10 ln 4 5 k 1 2 2 1 t t v v 解： ) 350 300 350 300 ( 5.0 8.314 20 ln Ea V k CHBr CHOOBr V k CHBr CHOBr 2 2 1 1C HBr CO2 3 3 V k