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本文拟介绍一道二级反应速率方程积分形式的典型例题,供参考.
[例].400K时,在一恒容的抽空容器内,按化学计量比引入反应物A(g)和B(g),进行如下气相反应:
A(g)+2B(g)→Z(g) (1)
测得反应开始时,容器内总压为3.36kPa,反应进行1000s后总压降至2.12kPa。已知A(g)、B(g)
的反应级数分别为0.5和1.5,计算速率常数kp,A、kc,A及半衰期t1/2.[1]
析:“恒温,体积恒定的抽空容器内,按化学计量比引入反应物A(g)和B(g)”,
则:整个反应进程中, (2)
备注:pi=ciRT (i代表组分气体A或B)
另由式(2)可得:
解: A(g) + 2B(g) → Z(g)
t=0 pA0 pB0 0
t=1000s pA 2pA pZ
pZ=pA0-pA (3)
依题:pA+2pA+pZ=2.12kPa (4)
将式(3)代入式(4),并解之得:pA=0.5kPa (5)
另: (6)
将式(2)代入式(6),并整理可得:
(7)
式(7)定积分可得:
(8)
将相关条件代入可得:
(9)
式(9)结合式(7)可得:
(10)
由式(8)可得:
另:
=1.302kPa-1·J·s-1·mol-1=1.302dm3·s-1·mol-1
参考文献
[1]天津大学物理化学教研室编. 物理化学(第六版)下册. 北京:高等教育出版社, 2017,8:557-558
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