化学动力学课后练习.docVIP

1．超氧化物歧化酶SOD（本题用E为代号）是生命体中的“清道夫”，在它的催化作用下生命体代谢过程产生的超氧离子才致过多积存而毒害细胞：2O2(+ 2H+ O2 + H2O2 今在SOD的浓度为c0(E) = 0.400(10(6mol·L(1, pH = 9.1的缓冲溶液中进行动力学研究，在常温下测得不同超氧离子的浓度c (O2()下的超氧化物歧化反应的反应速率r如下： c (O2()/ mol·L(1 7.69(10(6 3.33(10(5 2.00(10(4 r / mol·L(1·s(1 3.85(10(3 1.67(10(2 0.100 (1) 依据测定数据，确定歧化反应在常温下的速率方程r = k的反应级数 (2) 计算歧化反应的速率常数k, 要求计算过程 (3) 在确定了上述反应的基础上，有人提出了歧化反应的机理如下： E + O2(E( + O2 E( + O2(E + O22( 其中E(为中间物，可视为自由基，过氧离子的质子化是速率极快的反应，可以不予讨论。试由上述反应机理，推导出实验得到的速率方程，请明确指出推导过程所作的假设。 在含有缓冲介质的水溶液中，300K时，研究某无机物A的分解反应：A (l) ( B (g) + H2O (l)，假定气态产物B在水中不溶，有以下实验事实： 固定A溶液上部的体积，在不同时间t下，测定产物B气体的分压p, p与t数据满足ln[p(/(p(－p)] = k’t方程，式中p(为时间足够长时，A(l)完全分解所产生的B(g)的分压，k’为一常数。 改变缓冲介质，在不同的pH下进行实验，作lg(t1/2) ~ pH图，可得到一条斜率为(1, 截距为lg (0.693/ k)的直线。k为实验速率常数。 请回答下列问题： (1) 从上述实验结果出发，试求该反应的实验速率方程。 (2) 有人提出如下机理： 式中k1、k-1分别为响应纪元反应的速率常数，你认为上述反应机理与实验事实是否相符，为什么？ 3．电机在运转过程中的发热，导致所用漆包线表面漆膜发生热降解作用，绝缘性逐渐降低，并最终失效。实验表明：异氰酸酯树脂改性缩醛漆包线在恒温箱中热老化，温度分别为393.0K、111.0K和453.0K，寿命分别为20000h、5000h和307h，此时漆膜重量均减少39.0%；假定热降解机理不变且服从一级反应规律，试推算它在348.0K的正常使用温度下漆包线的寿命有多长？热降解的活化能为多少？ 4．五氧化二氮是晶体，具有很高的蒸汽压，在气相或在惰性溶剂中都能全部分解，产物为氧、二氧化氮和四氧化二氮的混合物。其分解反应为： 此反应为一级反应。由于分解产物NO2和N2O4均溶于CCl4中，只能有O2逸出，故N2O5在CCl4中的分解可用气量管测定分解产物逸出的O2的体积来测定。下表是0.7372 g固体N2O5在30 0C和p0压力下的实验数据： 时间t (秒) 0 2400 9600 16800 体积V(ml) 0 15.65 45.85 63.00 (1) 求算此反应的速率常数k及半衰期t1/2； (2) 30℃，分解90.0%时所需时间为多少秒？ (3) 已知该反应活化能为1.03(105 J·mol(1，若要求2400秒内收集60.00ml O2 (30 0C时的体积)，问需在什么条件下进行实验？(气体按理想气体处理，气体常数R=8.314 J·K(1·mol(1) 5．298.2K，反应：A + 2B = 2C + 2D的速率方程为 v = k[A]x[B]y (1) 当A、B的初始浓度分别为0.010、0.020mol·L(1时，测得反应物B在不同时刻的浓度数据如下： t / h 0 90 217 [B] / mol·L(1 0.020 0.010 0.0050 求该反应的总反应级数 (2) 当A、B的初始浓度均为0.020 mol(L-1时，测得初始反应速率为实验(1)的1.4倍，求A和B的反应级数x和y。 提示： (3) 求算反应速率常数k。 6．正、逆反应均为一级的对峙反应 ，A、B分别表示反式或顺 式－[Cr(en)2(OH)2]+。k1、k2分别为正、逆向反应的速率常数。实验测得如下