化学动力学计算题.pptx

解解：t/min 5 10 20 30 50 kA/min1 0.0434 0.0436 0.0428 0.0440 0.0440=0.0436 min1 8-1-2 二甲醚的气相分解是一级反应：CH3OCH3（g）CH4（g）+H2（g）+CO（g）504时把二甲醚充入真空的定容反应器内，测得总压力数据如下：t/s 0 390 777 1587 3155 p/kPa 41.3 54.4 65.1 83.2 103.9试计算该反应在504的反应速率系(常)数及半衰期。解解：p=3p0=123.9 kPa t/s 390 777 1587 3155 kA/104s1 4.43 4.37 4.46 4.50 =4.44104 s1 t1/2=ln2/kA=1.56103 s。8-2-1 均相反应2A+B 3Y+Z在一定温度体积下进行，测得动力学数据如下：实验编号 123 4反应温度T/K 300300300 320cA,0/molm3 12001200600 800cB,0/molm3 500300500 800A,0/molm3s110864.827.0 11530其中cA,0及cB,0分别表示A及B的初始浓度；A,0表示A的初始消耗速率，即，假定反应速率方程的形式为。(1)确定,的值和总反应级数；(2)计算活化能。解解：(1)由实验1,3知，cB,0不变，cA,0减半，而A,0仅为原来的1/4；可知 =2。由实验1,2知，cA,0不变，cB,0从500 molm3 降到300 molm3，而A,0从108 molm3s1降到64.8 molm3s1；可知=1。故 从实验1,2,3可以计算出300 K时，kA(300K)的平均值。kA(300K)=1.5107 m6mol2s1 解得：Ea=200 kJmol1 (2)把(1)的结果代入Arrhenius方程，得 8-2-2 某反应在15.05时的反应速率系(常)数为34.40103 dm3mol1s1,在40.13时的反应速率系(常)数为189.9103 dm3mol1s1。求反应的活化能，并计算25.00时的反应速率系常)数。解解：即 E a=51.13 kJmol1 即k(T)=70.1210-3dm3mol-1s-1。8-3-1 下列平行反应，主、副反应都是一级反应：Y(主反应)Z(副反应)Ak1k2 已知(1)若开始只有A，且cA,O=0.1 moldm-3，计算400 K时，经10 s，A的转化率为多少?Y和Z的浓度各为多少?(2)用具体计算说明，该反应在500 K进行时，是否比400 K时更为有利?解解：(1)由代入已知条件：k1(400 K)=0.1 s-1；k2(400 K)=0.01 s-1 则 解得：xA=0.667 因为 cY/cZ=k1/k2，cY+cZ=cA,0 xA 所以 cY=0.0606 moldm-3，cZ=0.00606 moldm-3；(2)400 K时，500 K时，故在400 K反应对主产物更有利。反应的活化能E1=1088 kJmol1，E2=837 kJmol1，指前参量k0,1=k0,2，试问温度由300K升高至 600K，反应产物中Y与Z的浓度之比提高了多少倍？Y ZAk1k2 平行反应 为一级反应，8-3-2解解：即Y与Z的浓度比提高了153倍。8-4-1 反应 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的反应机理为：2NO N2O2；N2O2 2NO；O2+N2O2 2NO2 。试分别用平衡态处理法与稳定态处理法建立总反应的动力学方程式。解解：按平衡态处理法：；按稳定态处理法；8-4-2 反应 2NO+O22NO2 的反应机理为及各元反应的活化能为：2NO N2O2 ；E1=82 kJmol1N2O2 2NO ；E-1=205 kJ mol1N2O2+O2 2NO2 ；E2=82 kJ mol1设前两个元反应达平衡，试用平衡态处理法建立总反应的动力学方程式，并求表观活化能。解解：由前两个元反应达平衡，得 k1c(NO)2=k-1c(N2O2)；所以 c(N2O2)=c(NO)2；=2k2c(N2O2)c(O2)=2k2 c(NO)2c(O2)=c(NO)2c(O2)=kc(NO)2c(O2)；然后，对k 取对数，并对温度T 求导数 Ea=E 1+E2 E-1 ，代入数值 ，得 Ea =(82+82205)kJmol1=41 kJmol1 。再由阿仑尼乌斯公式，得