物理化学考研模拟练习库 第10章 化学动力学基础（一）.docx

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物理化学习题解答

第十章化学动力学基础(一)

1.请根据质量作用定律写出下列基元反应的反应速率表示式(试用各种物质分别表示)。

(1)A+B—→2P(2)2A+B—k→2P

(3)A+2B—→P+2S(4)2Cl+M—→Cl?+M

解：

2.某气相反应速率表示式分别用浓度和压为表示时为。=-k.[A]”和r,=-k,P,试求

k.和k,之间的关系，设气体为理想气体。

解：设反应为A(8)B(g)

因PA=cART,代入上式得

则(RT=kck。=k,(RT)

故k,=(RT)k。

3.298K时N?O?g)分解反应半衰期ty?为5.7h,此值与N?O?的起始浓度无关，试求：

(1)该反应的速率常数；

(2)作用完成90%时所需时间。

解：(1)因反应的半衰期与反应物起始浓度无关，故此反应为一级反应，其反应速率常

数为

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物理化学习题解答

(2)由一级反应的动力学方程1和转化率y=0.90,可得

4.某人工放射性元素，放出a粒子，半衰期为15min。若该试样有80%分解，则需时若干?

解：放射性衰变为一级反应，故

则分解80%需时为

6.把一定量的PH?(g)迅速引入温度为950K的已抽空的容器中，待反应达到该温度时开始记时(此时已有部分分解),测得实验数据如下?

t/s

0

58

108

00

p/kPa

35.00

36.34

36.68

36.85

已知反应4PH?(g)P?(g)+6H?(g)为一级反应，求该反应的速率常数k值(设在

t=0时反应基本完成)。

4PH?(g)P?(g)十

t=0Pop

t=tp0.25(po-p)+p

t=000.25po+p

则P总，o=Po-7p

P总，=1.75p?-0.75p+7p

P总，=1.75po+7p

将③式代入②式，得P总，=P总，-0.75p

6H?(g)6p

1.5(po-p)+6p

1.5po+6p①

②

③

④

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物理化学习题解答

③一①,得P总，-P总，o=0.75p?

烙④、⑤两式代人一级反应动力学方程In(p?/p)=kt中，得

⑤

将t=58s时的数据代人⑥式，得

将t=108s时的数据代人⑥式，得

所以，速率常数k=0.022s-1。

8.某天然矿含放射性元素铀(U),其蜕变反应为

U→…→Ra—→Pb

设已达稳态放射蜕变平衡，测得镭与铀的浓度比保持为,稳定产物铅

与铀的浓度比为n2,已知的半衰期为15808。

(1)求铀的半衰期；

(2)估计此矿的地质年龄(计算时可作适当近似)。

解：(1)放射蜕变为是一级反应，达稳定放射平衡，对中间物Ra而言，有

得

因为是一级反应

故

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物理化学习题解答

(2)达稳定平衡，U的消耗量等于Pb的生成量，忽略其他中间物的量，则铀的初始浓度[U]。=[U]+[Pb],由一级反应动力学方程得

将!及代入上式，得

将!

10.在某化学反应中随时检测物质A的含量，1小时后，发现A已作用了75%,试问2小时后A还剩余多少没有作用?若该反应对A来说是

(1)一级反应；

(2)二级反应(设A与另一反应物B起始浓度相同):

(3)零级反应(求A作用完所需时间)。

解：(1)设A的起始浓度为[A]。,小时后A的浓度为[A]?

则[A],=0.25[A]。,因对A为一级反应，所以

故2小时后

即2小时后，A还剩余14.3%没有作用。

(2)因对A为二级反应且[A]。=[B]。,则1小时后有

2小时后

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物理化学习题解答

故即2小时后，A还剩余14.3%没有作用

(3)因对A为零级反应，故反应1小时后

[A],-[A],=kt,k=0.75[A]。

2小时后[A]。-[A]?=kt?=0.75[A]。×2=1.5[A。

[A],0,即不到2小时A已完全作用当A作用完时，有[A]=0,则

[A]。=0.75[A],tt=(1/0.75)h=1.33即A作用完