发布时间 : 星期日 文章北师大《无机化学》第四版习题答案7 - 图文更新完毕开始阅读6f90b64f2e3f5727a5e962af
第7章化学动力学基础
71 二甲醚(CH3)2O分解为甲烷、氢和一氧化碳的反应的动力学实验数据如下：t/s C[(CH3)2O]/mol? dm－3
0 0.01000 200 0.00916 400 0.00839 600 0.00768 800 0.00703 (1)600s和800s间的平均速率。
X＝800时，y＝0.00703，800s时的
0.00703
＝8.78×10－6 mol·dm－3·s－1
800
答： (1)600s和800s间的平均速率是3.25×10－6 mol·dm－3·s－1
r＝
(2)800s的瞬间速率为8.78×10－6 mol·dm－3·s－1
72 在970K 下，反应2N2O(g)=N2(g)+O2(g).起始时N2O的压力为2.93·104Pa ，并测得反应过程
中系统的总压变化如下表所示： t/s p(总)/104Pa
求最初300s与最后2000s的时间间隔内的平均速率。 解：最初300s内的平均速率
Δｐ
ｒ＝－Δt ＝－
(3.33-2.93)kPa ＝13.33Pa·s－1 300s
300 3.33 900 3.63 2000 3.93 4000 4.14
最后200s的时间间隔内
Δｐ (4.14 -3.93)kPa －1
ｒ＝－Δt ＝－＝1.05Pa·s 2000s
答：最初300s内的平均速率是13.33Pa·s－1，最后2000s的时间间隔内平均速率是1.05 Pa·s－1。
7.3在600K下反应2NO + O2 ＝ 2NO2 初始浓度/mol? dm－3 c0(NO) c0(O2) 0.010 0.010 0.010 0.020 0.030 0.020
(1)求该反应的表观速率方程． (2)计算速率常数．
(3)预计c0(NO)=0.015mol? dm－3，c0(O2)=0.025 mol? dm－3的初速率．
解：(1)由实验数据可见，O2的浓度增加一倍，反应速率就增加一倍；NO的浓度增加3倍，反
应速率就增大为原来的9倍．可见该反应的速率与O2的浓度的一次方呈正比，与NO浓度的平方呈正比。 故有，r=kc2(NO)c(O2)
(2)由表中的数据可见，任取一组数据来计算速率常数k，计算结果不会有差别：
?3-3?10.2?510mo?ldm?s3?2?2.5?10mol?-3-3(0.0m1?oldm)(0.?m0o1ldm)初速率/mol? dm－3?s－1 r0＝－dc(NO)/dt 2.5?10－3 5.0?10－3 45?10－3 r k?2?c0(NO)c0(O2)32d6m??s 1 (3) r0?2.5?10c0(NO)c0(O2)
?2.5?103mol?2?dm6?s?1?(0.015mol?dm-3)2?0.025mol?dm-3?0.014mol?dm?s-3?1
答：(1)该反应的表观速率方程是r=kc2(NO)c(O2)；
(2)速率常数为2.5?10mol3?2?dm6?s?1
(3) c0(NO)=0.015mol? dm－3，c0(O2)=0.025 mol? dm－3的初速率时的初速率为0.014mol? dm-3?s?11
7.4 N2O在金表面上分解的实验数据如下： t/min 0 20 40 60 80 100 (l)求分解反应的反应级数。 (2)制作该反应的动力学曲线。 (3)求速率常数。
(4)求N2O消耗一半时的反应速率。 (5)该反应的半衰期与初始浓度呈什么关系？
c(N2O)/mol? dm－3 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0 解：(l)在相等的时间间隔内，N2O浓度的减少量相同，可见反应速率与N2O的浓度无关。所以
该反应的反应级数为零。 (2)反应的动力学曲线如下：
Δc(N2O) (3) k＝－＝－
Δt
(0-0.100) mol·dm－3
100min
min－1 ＝1.00×10－3 mol·dm－3·
(4)对于零级反应，r = k ．所以N2O消耗一半时的反应速率是1.00×10－3 mol? dm－3?min－1 (5) t1/2=c0/2k
答：(l)分解反应的反应级致是零级：
(2)见上图：
(3)速率常数是1.00×10－3 mol? dm－3?min－1
(4) N2O消耗一半时的反应速率是1.00×10－3 mol? dm－3?min－1.
(5)该反应的半衰期与初始浓度呈线性关系：t1/2=c0/2k。
7.5 在300K下，氯乙烷分解反应的速率常数为2.50×10－3min－1.
(1)该反应是几级反应？说明理由。 (2)氯乙烷分解一半，需多少时间？
(3)氯乙烷浓度由0.40mol?min－1降为0.010 mol?min－1，需要多长时间？ 若初始浓度为0.40mol?min－1，反应进行8小时后，氯乙烷浓度还剩余多少？ 解：(1)一级反应．从单位可以得出；
(2)
t1/2?ln2ln2??277min?4.62h ?3?1k2.50?10min1At10.010ln??ln?1476min?24.59h ?3?1kA02.50?10min0.40(3) t??(4)
At?A0e?kt?0.40mol? dm-3exp(?2.50?10?3min?1?8?60min)?0.12mol? dm-3
答：(1)该反应是一级反应
(2)氯乙烷分解一半，需4.62h： (3)需要24.59h：
(4)氯乙烷浓度还剩余0.12 mol? dm－3。
7.6 放射性27Co(半衰期t1/2=5.26a)发射的强γ－辐射广泛用于治疗痛症(放射疗法)。放射性物质
的辐射强度以“居里”为单位表示。某医院购买了一个含20居里的钻源，在10年后，辐射强度还剩余多少？ 解：k?60ln2ln2??0.132a?1 t1/25.26aAt?A0exp(?kt)?20Ciexp(?0.132a?1?10a)?5.3Ci
答：在10年后．放射性活度还剩余5.3Ci。
7.7 碳－14半衰期为5720a，今测得北京周口店山顶洞遗址出土的古斑鹿骨化石中的14C/12C比
值是当今活着的生物的0.109倍，估算该化石是距今多久？周口店北京猿人距今约50万年．若有人提议用碳－14 法测定它的生活年代，你认为是否可行？ 解：k?ln2ln2??1.21?10?4a?1 t1/25720a1A10.0109t??lnt??ln?1.83?104a ?4?1kA01.21?10a1答：估算该化石是距今l万8千3百年：用碳－14测定北京猿人距今年代不可行，因年代过于久
远，剩余的14C放射性太弱，会淹没在背景辐射中，测不出来。
7.8 实验测得硅烷分解为硅和氢的反应速率常数与温度的关系如下，求该反应的活化能和指前因
子。(1)作图法。(2)线性回归法。
k/s－1 T/K
解：将表中数据处理成下表： (1/T)/K－1 lnk 1.29×10－3 －3.34 1.15×10－3 0.83 1.03×10－3 3.89 0.93×10－3 6.38 0.048 773 2.3 873 49 973 590 1073 可得到lnk－1/T 曲线如图所示：