第七章化学反应动力学1．以氨的分解反应2NH3==== N2＋3H2为例，导出反应进度的增加速率与，，之间的关系，并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关。
解：∴，，2．甲醇的合成反应如下：CO＋2Ｈ2 ===== CH3OH已知，求，各为多少?（答案：2.44，4.88mol·dm-3·h-1）解：，3．理想气体反应2N2O5→ 4NO2＋O2，在298.15 K的速率常数k是1.73×10-5ｓ-1，速率方程为。
(1)计算在298.15K、、12.0 dm3的容器中，此反应的和即各为多少?(2)计算在(1)的反应条件下，1s内被分解的N2O5分子数目。
（答案：（1）7.1×10-8，-1.14×10-7md·dm-3·s-1 （2）1.01×1018）解：（1）mol·dm-3mol·dm-3·s-1∴mol·dm-3·s-1（2）1.4×10-7×12.0×6.022×1023=1.01×1018个分子4．已知每克陨石中含238U 6.3×10-8ｇ，He为20.77×10st1:chmetcnv UnitName="cm" SourceValue="6" HasSpace="False" Negative="True" NumberType="1"TCSC="0">-6cm3(标准状态下)，238U的衰变为一级反应：238U → 206Pb＋84He由实验测得238U的半衰期为＝4.51×109 y，试求该陨石的年龄。
（答案：2.36×109年）解：每克陨石中含He：mol最开始每克陨石中含238U的量：mol现在每克陨石中含238U的量：mol衰变速率常数：∴5．303.01 K时甲酸甲酯在85%的碱性水溶液中水解，其速率常数为4.53mol-1·L·s-1。
(1) 若酯和碱的初始浓度均为1×10-3mol·L-1，试求半衰期。
(2 )若两种浓度，一种减半，另一种加倍，试求量少者消耗一半所需的时间为多少。
（答案：220.8，82.36s）解：(1) 甲酸甲酯的水解反应为二级反应，且当酯和碱的初始浓度相等时，其速率方程可化为纯二级反应速率方程形式：故：(2) 且当酯和碱的初始浓度不相等时为混二级反应，将反应简写为：A + B → 产物设t = 0时：2×10-3 0.5×10-3 0即：c A,0 = 2×10-3 mol·L-1，c B,0 = 0.5×10-3 mol·L-1，则动力学方程为：对B：当c B = 0.5c B,0时，必有：c A =1.75×10-3 mol·L-1，所以对B而言：7．在1100 K，测得NH3在W上起催化反应的数据如下：NH3的初压35330 17332 7733p0/Pa半衰期t1/2/min 7.6 3.7 1.7(1) 试证明该反应近似为零级反应；(2)求速率常数ｋ0。
（答案：38.66Pa·s-1）解：(1) 对于纯零级反应，其半衰期为，则用尝试法计算k0如下：Pa·s-1 ;Pa·s-1Pa·s-1k0值基本为常数，因此为零级反应。
(2) 该反应的速率常数k0值可取以上3个计算值的平均值：k0 =38.56 Pa·s-18．777 K时二甲醚分解实验测得如下数据，试用微分法确定反应CH3OCH3 → CH4＋CO＋H2的级数。
ｔ／ｓ0 390 665 1195 2240 3155 ∞ｐ体系／Pa 41597 54396 62395 74927 95192 103858 124123［提示：先由p体系及p０求出不同ｔ时的p CH3OCH3，作图求-d p／d t］（答案：一级）解：CH3OCH3 → CH4＋CO＋H2t =0 p0t = t p CH3OCH3p CH4 = p CO = p H2 = p0- p CH3OCH3p体系= ∑p i = 3p0- 2 p CH3OCH3∴p CH3OCH3 =3[p0-p体系]/2从而得到下列数据：t /s 0 390 665 1195 2240 3155 p CH3OCH3 /Pa 41597 35197 31198 24932 14799 10466d/dt 16.41 14.54 11.02 9.69 4.74 k×104 4.66 4.66 4.74 4.55 4.52 注：d/dt= ( p0 - p CH3OCH3) / t，k = ( d/dt)×(1/ p CH3OCH3)所得速率常数基本不变，故为一级反应。
9.10.11．设有对峙反应AＤ，A的初始浓度为＝1.89 mol·L-1，ｔ时间测得D的浓度x为：ｔ／ｓ180 300 420 900 1 440 ∞x／(mol·L-1) 0.2 0.33 0.43 0.78 1.05 1.58(x e) 求正、逆反应速率常数。
（答案：6.29×10-4 s-1，1.23×10-4s-1）解：对峙反应 A Ｄ为正、逆反应均为一级反应，则：，试算得如下数据：k1×104 6.286 6.528 6.323 6.322 6.341k--1×104 1.233 1.240 1.24412．某金属的氧化反应服从下列抛物线方程式：y2＝k1t＋k2，式中y为在反应到t时间的金属氧化膜的厚度，试确定该金属氧化是几级。
（答案：-1级）解：∵y2＝k1t＋k2，∴2y d y = k1d t则，故此反应为-1级反应。
14.17．反应A(g ) ====== C(g)＋D(g) 在298 K时，k1和k-1分别为0.2ｓ-1和5.0×10-4Pa-1·s-1，温度增加到310 K时，k1和k-1均增加到原来的两倍。
计算：(1) 298 K时的平衡常数；(2)正、逆反应的活化能E1、E-1；(3) 如果在298 K反应开始时只有A，其压强p＝101325Pa，计算当总压强增至151987.5Pa时反应时间为多少。
解：(1)（2）根据可求得：E1 = E-1= 44.36 kJ.mol-1(3) A ========= C + Dt = 0 101325 0 0t = t 101325 -p x p x p x= 101325+ p x故：p总当p= 151987.5Pa时，p x = 50662.5 Pa，即A减少了一半。
总而k1>>k-1，故可以把A的分解当作单向一级反应处理，则所需时间就是A物的半衰期：18．醋酸酐的分解反应是一级反应。
该反应的活化能E a＝144.35 kJ·mol-1。
已知557.15 K时这个反应的k＝3.3×10-2s-1。
现要控制该反应在10 min内转化率达90%，试确定反应温度应控制在多少度。
（答案：521.2 K）解：对一级反应有：所以要使反应在10 min内转化率达90%，温度应为T2，则：解得：T2 = 521.2 K22. N2O5分解反应的机理如下：（1）(2)(3)Ⅰ当用O2的生成速率表示反应速率时，试用稳态近似法证明：Ⅱ设反应（2）为决速步，反应（1）为快平衡，用平衡假设写出反应的速率表示式r2 ；Ⅲ在什么情况下r1＝r2 ?解：Ⅰ (1)(2)(3)(4)Ⅱ第二步为决速步，第一步是快平衡（5）（6）以（6）代入（5），得Ⅲ要使r1=r2,则必须有：25．在无催化剂存在时，反应2HI==== H2＋T2的活化能为183920 J·mol-1，当用铂作催化剂时改变了其反应历程，活化能降低为104500 J·mol-1。
若反应在575 K 时进行，求铂催化剂使此反应速率增加的倍数。
（答案：1.6×107）解：根据阿仑尼乌斯方程得：，第八章电解质溶液1.用铂电极电解氯化铜CuCl2溶液，通过的电流为20A，经过15分钟后，在阴极上能析出多少克铜?在阳极上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯气? （答案：2.297 dm3）解：（1）在阴极Cu2+＋2e →Cu析出铜W Cu=M Cu IT/nF=63.546×20×15×60/(2×96485)=5.9275g(2) 在阳极2Cl-→Cl2(g) + 2en Cl2=It/nF=20×15×60/(2×96485)=0.093279molV Cl2=n Cl2RT/P=0.093279×8.314×300.15/101325=2.297×10-3m3=2.297dm32.一电导池中装入0.02mol·dm-3的KCl水溶液，298.15K时测得其电阻为453Ω。
已知298.15K0.02mol·dm-3溶液的电导率为0.2768S·m-1。
在同一电导池中装入同样体积的浓度为0.55g·dm-3的CaCl2溶液，测得电阻为1050Ω。
计算电导池常数、该CaCl2溶液的电导率和摩尔电导率Λm(1/2CaCl2)。
（答案：125.4 m-1，0.1194 S·m-1，0.02388 S·m2·mol-1）解：（1）电导池常数GG=L/A=K KCl•R=0.2768×453=125.4 m-1（2）CaCl2的电导率κCaCl2=L/AR=125.4/1050=0.1194 s•m-1(3) 摩尔电导率C CaCl2=0.555/110.986=0.0050 mol•dm3ΛCaCl2=κ•10-3 /C=0.1194×10-3/0.0050=0.02388 s•m2•mol-13.在298K，H + 和HCO-3的离子极限摩尔电导率λ(H + )=3.4982×10-2S·m2·mol-1，λ(HCO-3)=4.45×10-3S·m2·mol-1。
在同温度下测得0.0275mol·dm-3H2CO3溶液的电导率κ=3.86×10-3S·m-1，求H2CO3离解为H + 和HO-3的离解度。