物理化学第五版下册习题答案

解：根据二级反应的速率方程

x1x?kcA，t，即k=? 01?xcA，t1?x0k=x125%=?=0.0333dm3?mol-1?min-1

cA，1?x1?101-25%0t?111.12 在OH-离子的作用下，硝基苯甲酸乙脂的水解反应： NO2C6H4COOC2H5 + H2O → NO2C6H4COOH + C2H5OH

在15℃时的动力学数据如下，两反应物的初始浓度皆为0.05mol·dm-3，计算此二级反应的速率常数。

t/min

脂水解的转化率%

120 32.95

180

240

330

530

600

51.75 48.8 58.05 69.0 70.35

x解：根据二级反应的速率方程?kcA，0t讲述表格数据处理如下：

1?xt/min

120 32.95

180 51.75

240 48.8

330 58.05

530 69.0

600 70.35

拟合求得k = 0.0814dm3·mol-1·s-1。

11.13 某气相反应2A（g）→A2（g）为二级反应，在恒温恒容下的总压p数据如下。求kA。

t/s p/kPa

0 41.330

100 34.397

200 31.197

400 27.331

∞ 20.665

解：设在时刻t，A（g）的分压为，

2A（g）?A（g）2 1 pA ?p0?pA? 2则： pA?t/s （1/p）/kPa-1

1?p0?pA? =p，即有:pA?2p?p0 ，因此 20 0.0242

100 0.0364

200 0.0475

400 0.0750

1110-4kPa-1·s-1= 1.25×10-7Pa-1·s-1 ??1.25?10?4t，即k = 1.25×

pAp011.14 溶液反应

4?3?2?2?S2O8?2Mo?CN?8?2SO4?2Mo?CN?8

的速率方程为

4?dc?Mo?CN?8???k?SO2???MoCN4?? ????8?28???dt 在20℃，若反应开始时只有两反应物，其初始浓度依次为0.01mol·dm-3，0.02mol·dm-3，反应26 h后，测得[Mo?CN?8]=0.01562 mol·dm-3，求k。

4?2? 解：题给条件下，在时刻t有[Mo?CN?8]=2[S2O8]，因此

4?

4?dc?Mo?CN?8?k???MoCN4??2 ????8?dt2?积分得到

1?Mo?CN?4??8???1?Mo?CN?4??8?0??kt 2??2?11? k??4?4?t??Mo?CN???Mo?CN???8?8?0????k?2?11?3?1?1 ??1.0785dm?mol?h??26?0.01560.02?11.15 反应2NOCl（g）→ 2NO（g）+ Cl2（g）在200℃下的动力学数据如下：

t/s [NOCl]/mol·dm-3

0 0.0200

200 0.0159

300 0.0144

500 0.0121

反应开始只有NOCl，并认为反应能进行到底。求反应级数n及速率常数k。

解：尝试法（或假设法） ，若此反应为二级，则呈线性关系。

将上表数据处理如下：

t/s

（1/[NOCl]）/ dm3·mol-1

0 50.000

200 62.893

300 69.444

500 82.645

111??kt,即～t作图cAcA，cA0

由上图可知此反应为二级反应，且k = 0.0653 dm3·mol-1·s-1。

11.16 NO与H2进行如下反应：

2NO2（g）+ H2（g）→ N2（g）+ H2O（g）

在一定温度下，某密闭容器中等摩尔比的NO与H2混合物在不同初压下的半衰期如下：

p0/kPa

50.0 95

45.4 102

38.4 140

32.4 176

26.9 224

t/min

求反应的总级数。

解：在题设条件下，pA，?0根据半衰期和初始浓度间的关系

1dpp0，速率方程可写作??kpn 2dt2n?1?1 lnt1/2??1?n?lnp0?lnk?n?1?上表处理数据如下：

3.2189 4.5539

3.1224 4.6250

2.9549 4.9416

2.7850 5.1705

2.5990 5.4116

1-n= -1.44，即n = 2.44≈2.5，总反应级数为2.5级。

11.17 在500 ℃及初压为101.325 kPa时，某碳氢化合物的气相分解反应的半衰期为2 s。若初压降为10.133 kPa，则半衰期增加为20 s。求速率常数。

解：根据所给数据，反应的半衰期与初压成反比，该反应为2级反应。