第7章化学反应动力学

1第七章化学反应动力学3、解：（1）因为是一级反应，所以：311111lnln4.4610min150min10.2kty（2）一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关：1312ln2ln2155.4min4.4610mintk（3）对于一级反应，各种转化率所需要的时间与反应物的起始浓度无关，所以只要转化率相同，所需时间也相同，故与（1）的答案相同，也是50min。4、解：（1）方法一：因为测定的时间的间隔相同，利用一级反应的积分式，看c0/c的值是否基本不变。00lnexpccktktcc，时间间隔都为4h00.4800.3260.2221.470.3260.2220.151cc基本为一常数这符合一级反应的积分式，所以这是一级反应。方法二：将cA与t的值代入一级反应的积分式，将前一个数据作为c0，后一个数据作为cA，计算速率系数，看是否基本为一常数：10110.480lnln40.09670.3260.326ln40.09610.2220.222ln40.09630.151cktkhkhckhkhkhkh尝试得到速率常数值基本为一常数，所以该反应为一级反应。（2）将（1）中得到的速率常数值取平均值，得10.0963kh。（3）112ln20.6937.200.0963thkh（4）01110.480lnln2.700.09630.370cthkch注射第二针的时间是：t=2.7h+4h=6.7h5、解：放射性同位素的蜕变是一级反应，设在大气中的CO2中14C的含量为c0，古代松树中14C的含量为c，根据已知的半衰期计算速率系数：4112ln20.6931.20105770kata利用一级反应的积分式：04111111lnlnln499711.20100.549ctakckya即该古代松树的树龄为4997年。27、解：这是一个反应物起始浓度相等的二级反应：31123116.36min110min0.02110min0.56yykdmmoltaymoldmyy解之得酯的水解分数15、解：由Arrhenius公式求17℃（290.2K）时的速率系数：211212121111290.211ln373..2290.25643011ln290.20.04367.928.314373.2290.21111lnln8.210.043610.30kKEakKRTTkKJmolkKddJKmoltdkyd17、解：已知活化能，利用Arrhenius公式，可由一个温度下的速率系数求另一个温度下的速率系数：211211lnkEakRTT因为是同一药物，反应级数相同，分解分数相同，所以速率系数之比等于所需的时间的反比：122111112122113000011ln65.538.314276298236565.5311.1465.5365.53kkJmolkJKmolktktdtdtk即分解30%所需的时间为11.14天，故放置二周即已失效。18、解：对于一级反应：111111313lnln0.0149min115min10.2kKty对于一级反应，已知半衰期（完成50%所需的时间），可求该温度T下的速率系数：12212ln20.6930.0462min15minkTt根据Arrhenius公式：2211211ln313kTEakRTT11211120.0462min10000011ln3230.0149min8.314313JmolTKJKmolT所以，反应温度应控制在323K。21、解：根据Arrhenius公式：31,2,131112exp80120expexp8.14108.3141000aaaEkARTEEkJmolkkRTJKmolK则：24、解：4233dCHkCHCHCHOdx根据稳态近似可得：231323333433233331211233412341223323420022dCHkCHCHOkCHCHCHOkCHCOkCHdxdCHCOkCHCHCHOkCHCOdxkCHCHCHOkdCHkkCHCHCHOkCHCHOdxk故：所以，表观速率系数为：121242kkkk活化能的定义式：2lnadkERTdT对所有的速率系数取对数：2141lnlnlnln2ln2kkkk然后对温度微分：214lnlnlnln12dkdkdkdkdTdTdTdT分别代入活化能定义式：,2,1,4222212aaaaEEEERTRTRTRT所以，表观活化能与基元反应活化能之间的关系为：,2,1,412aaaaEEEE