《2022年化学动力学第二章习题和答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年化学动力学第二章习题和答案.docx（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -化学反应动力学其次章习题1、The first-order gas reaction SO2Cl2SO2 + Cl2 has k = 2.2010-5 s-1 at 593K,(1) What percent of a sample of SO2Cl2 would be decomposed by heating at 593K for 1 hour.(2) How long will it take for half the SO 2Cl2 to decompose.解：一级反应动力学方程为：可编辑资料
2、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ SO2Cl 2 SO2 Cl 2 e k tSO2 Cl 2 SO2Cl 2 e k t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 反应达 1 小时时： SO2 Cl 2 SO2 Cl 2 e2.20 10 560 60=0.924=92.4%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_已分解的百分数为： 100%-92.4%=7.6%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 当 SO2Cl 2 SO2 Cl 2 1时,t21 ln 1k231506.7 s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t0.693= 31
3、500 s = 8.75 hour可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_122.210 5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、T-butylbromide is converted intot-butylalcohol ina solvent containing 90 percent acetone and 10 percent water. The reaction is given byCH33CBr + H2OCH 33COH + HBrThe following table gives the data for the concentration of t-
4、utyl bromide versus time:Tmin091824405472105CH3CBr0.0270mol/L0.10560.09610.08560.07670.06450.05360.0432(1) What is the order of the reaction.(2) What is the rate constant of the reaction.(3) What is the half-life of the reaction.解： 1设反应级数为n,就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d Adt如 n=1,就k A nk1 ln A1 An 11ktn
5、1 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t = 9tk1 ln9 A0.10560.09610.01047,t = 18k1 ln180.10560.08560.01167可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t = 24k1 ln 240.10560.07670.01332 ,t = 40k1 ln400.10560.06450.01232可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t = 54k0.01256,t = 72k0.01241 ,t = 105k0 .01299可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品
6、资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_如 n=2,就k11 t A1 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t：918244054k如：0.1040n=1.50.12290.14870.15090.1701t：91824k如t：0.0165n=3：90.0189180.022224
7、k：2.0672.603.46可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_反应为一级.2k = 0.0123 min -1= 2.0510-4 s -1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3t 1 20.6930.0123= 56.3 min = 3378 s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、已知复杂反应：k1A 1A 2 + A 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的速率方程为导过程.d A1dt k-1k1 A1 k 1 A2 A3 ,推导其动力学方程. 要求写出具体的推可编辑资料 - - -
8、欢迎下载精品_精品资料_解：设t0时, A1 A1 , A2 A2 , A3 A3 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_tt时, A1 A1 x, A2 A2 x, A3 A3 x可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_代入d A1 dtk1 A1 k 1 A2 A3 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得：dx dtk1 A1 xk1 A2 xA3 x可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k1 A1 k1 x
9、k 1 A2 A3 k 1 A3 xk 1 A2 xkx2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1k1 A1 k 1 A2 A3 k1k 1 A3 k 1 A2 xkx2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1令 =k1 A1k 1 A2 A3 , =k1k 1 A3 k 1 A2 , =k 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就dxxx2 dtxdx, 移项积分：tdt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_
10、0xx 20x024 x2dxt24 x2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_令q24x0q x2xq,dxtq x2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ln2xq2xqt0xq可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得动力学方程
11、：lnx2 ln q2qqtq可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4、已知复杂反应由以下两个基元反应组成：k1A 1A 23A 2 +A 1k2A求反应进行过程中, A 1 物种浓度与A 3 物种浓度间的关系.要求写出具体的推导过程.解：速率方程：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d A2 dtd A3 k1 A1 k A k2 A1 A A2 （1）（2）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_212dt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1 2,得：d A2 d A3 k1k2 A2 k2 A2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_
12、设t0时, A2 A2 , A3 0 , 移项积分：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ A2 k2 A2 2d A A3 3d A 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ A2 kk A 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ A2 122k1231 d A A 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ A2 k1k2 A2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k1 ln k1 k2k1k2 A2 k2 A2 A2 A2 A3 可编辑资料 -
13、- - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_考虑物料平稳： A2 A2 A1 A1 2 A3 ,代入上式,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得A 1A 3 关系式为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k1 ln k1k2 A2 A1 A1 2 A3 A2 A1 A1 2 A3 A2 A3 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k2k1k2 A2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料
14、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k1 ln k1 k 2即：k 2 A2 k1 A1 k2 A2 A1 2 A3 A2 A1 A1 2 A3 A2 A3 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ A k1 ln k1k2 A2 A1 A1 2 A3 A A 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_311k2k1k2 A2 如 t0时, A2 A2 , A3 A3 0 ,就：可编辑资料 - - - 欢迎下载
15、精品_精品资料_ A k1 ln k1k2 A2 A1 A1 2 A3 A A A 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3113 0k2k1k2 A2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5、Consider the reaction mechanismA + BXk1k-1k2X + BC + D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_i. Write chemical rate equations for A and X.ii. Employing the steady-state approximation, show that an effective
16、rate equation for A isdA/dt = -k eff ABiii. Give an expression for keff in terms of k1, k-1, k2, and B.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解： .d Adtk1 A Bk 1 X B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d X dtk1 A B k 1 X B k2 X 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ .对 X 进行稳态近似,就d X 0dt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 -
17、- - 欢迎下载精品_精品资料_即： X k1 A B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k 1 Bk2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d Ak1 A Bk 1 Bk1 A B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_dtk 1 Bk2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k1k 1k1 B A Bk1k2 A B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k 1 Bk2k 1 Bk 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_即：.keffd Adtkk1 k2eff A B 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k 1 Bk2
18、6、a The reaction 2 NO + O22 NO2 is third order. Assuming that a small amount of NO3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -exists in rapid reversible equilibrium with NO and O2 and that the rate-
19、determining step is the slow bimolecular reaction NO3 + NO 2 NO2, derive the rate equation for this the mechanism.(b) Another possible mechanism for the reaction 2 NO + O22 NO2 is(1) NO + NON2 O2k1(2) N2O22 NOk23 N2O2 + O22 NO2k3Apply the steady state approximation to N2O2 to obtain the rate law for
20、 dNO2/dt.If only a very small fraction of the N 2O2 formed in 1 gose to form products in reaction 3, while most of the N2O2 reverts to NO in reaction 2, and if the activation energies are E1 = 79.5 kJ/mol, E2 = 205 kJ/mol, and E3 = 84 kJ/mol, what is the overall activation energy.(c) How would you d
21、istinguish experimentally between the mechanism suggested in part(a) and b.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：（ a）2NOO22NO2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_机理为：k1NO+O 2NO 3k -1快 速 平 衡可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_据快速平稳：k2NO 3 + NO NO3 k12NO 2决 速 步可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ NO O2 k 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_
22、精品资料_ NO3 k1 NO O2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2d NO2 2k2 NO3 NO2k1k2 NO 2 O 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_dt(b) （1） NONOk 1N 2O2k1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（2） N 2 O2（3） N2 O22NO O2k22NO2k3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对 N 2O2进行稳态近似可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1d N 2O 2
23、dtk NO 2k2 N2 O2 k3 N2O2 O2 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ N2 O2 k NO 21k2k3 O2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d NO2 22k3 N2O2 O2 2k1 k3 NO 2 O 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_dtk2k3 O2 如只有很少量的 N2O2 转变为NO2,而绝大部分转变为NO,即 k2 k 3 O2,就：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 8 页
24、- - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d NO2 dt2k1k3 NO 2 O 2k 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_E aoverall = E a1+ E a3 - E a2 =79.5 + 84 -205 = - 41.5 kJ mol-1(c) 1 检测中间体N2O2 或 NO3（ 2）大大增加 O2 的浓度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第一历程为：d NO2 2k1 k 2 NO2
25、 O 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_其次历程为：dtd NO 2 dtk2 k121 NO 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_测定速率常数大小是否与O2 浓度有关.（ 3）作 r O 2 固定NO ,测不同O 2下的反应速率第一历程为直线,其次历程不为线性.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7、复杂反应A 1k1k2k-1A 2A 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_常用来描述酶催化反应和热活化单分子反应,如其总包反应的反应速率方程为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_rd A1 k1k2 A1 可编辑资料 - - -
26、 欢迎下载精品_精品资料_dtk 1k2推导总包反应活化能与各元反应活化能的关系.解 ： 1 当 k-1k2时,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d A1 k1 k2 A1 Kk 2 A1 Kk1 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_dtk 1k 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_反应机理中的其次步为决速步,总包反应速率常数为：kKk 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_总包反应的活化能：Ea总Ea1Ea 2Ea 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 当 k-1 k2 时 ,
27、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d A1 k A 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_11dt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_反应机理中的第一步为决速步,总包反应速率常数为：kk1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_总包反应活化能：严格来说应为：d ln k总a总EREa总d lnREa1k1k 2k -1 +k 2R dln k1ln k2ln k-1k2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d 1 d 1 d 1 TTT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料
28、 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_=Ea1Ea2R d ln k-11k2 Ea1Ea2Rd k-1kkk2 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d-12d可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_TT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Ea1Ea21R k-1d ln k-1 kkk2 d ln k2 1可编辑资料
29、- - - 欢迎下载精品_精品资料_-12k-1E a-1E a1Ea2k2Ea2 dT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k-1k21/ 28、已知 H2 + Cl2 2 HCl反应的速率方程为：rk H 2 Cl2 拟定该反应的反应机理.要求写出具体推导过程.解：写出反应体系可能存在的各基元反应：Ea（kJ/mol）Ea（ kJ/mol）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Cl 2H 2Cl HCl HH 2Cl 2Cl H HHClHClCl117.243625.18.415.1HHClClClMHClMHHMClH 2Cl 2M H C lM H 2M20.90
30、.00.00.0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据活化能大小,拟定可能的反应机理：Cl 2ClCl117.21k1ClH 2HH C l25.12k2HCl 2HClCl8.415.13k3ClClMCl 2M0.04k4总包反应产生 HCl 的生成速率：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d HCl dtk2 Cl H 2 k3 H Cl 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对活性中间体 H、Cl 应用稳态近似：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d Cl dt2k1Cl 2 k2 Cl H 2 k3 H Cl 2 2 k4Cl 20
31、（5）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d H dtk 2 Cl H 2 k3 H Cl 2 0（6）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（5）+（6）得：k1 Cl 2 k Cl 20 Cl ss k1 k412Cl 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_42代入（ 6）得： H ssk k1 k 41 2 H 2 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k3 Cl 2 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就有：d HCl k1k2 Cl 2 12 H 2 k2 k1k3k4 12 H 2 1 Cl 2 可编辑资料