1、一、已知气相反应一、已知气相反应A BC为二级反应,若反应在恒容为二级反应,若反应在恒容的容器中进行,反应温度为的容器中进行,反应温度为100,开始时只有纯,开始时只有纯A。当。当反应反应10分钟后测得系统总压为分钟后测得系统总压为24.58kPa,其中,其中A的摩尔的摩尔分数为分数为0.1085,试求:,试求:(1) 10分钟时分钟时A的转化率;的转化率;(2)反应反应速率常数(速率常数(mol-1 dm3 s-1);(3)反应的半衰期反应的半衰期8042. 01085. 011085. 011085. 011111100010CBAA ytt解:(解:(1)10mins后的转化率为后的转化
2、率为,则,则 -13-13AA33AAAAAAAsLmol559. 1)8042. 01(1039. 4)6010(8042. 0)1(Lmol1039. 415.373314. 813620kPa62.138042. 011085. 058.2411)1(00000 tckRTpcpypppp(2) s1461039. 4559. 1113AA2/10 ckt反应为二级反应反应为二级反应(3)k EkE1122,aaPRSE 二、在一恒容容器中,反应物A发生如下平行反应A (1)实验测得50时cP / cS恒为2。当反应10分钟后,A的转化率为50% ;反应时间延长一倍,转化率为75% 。试
3、确定反应级数和速度常数k1和k2 。 (2)当温度提高10时,测得cP / cS恒为3。试求活化能Ea1与Ea2之差。12112112/121min0231. 0,min0462. 02,min0693. 0102ln2ln kkkktkk且且121211221T21T21212121/ )(2121molkJ3 .3632313331314. 8)(23ln11)(ln1)(lnln1221 )(故故)(,aaaaaaaaRTEEEEEETTREEkkkkRTEEAAkkeAAkkaa解:(解:(1)因反应半衰期与初始浓度无关,故为一级反应。因反应半衰期与初始浓度无关,故为一级反应。 (2)
4、PA AAAA1kPA2kAAAA1k四、设反应四、设反应按如下机理进行按如下机理进行试用平衡态处理法和恒稳态处理法建立该反应的速率方程,试用平衡态处理法和恒稳态处理法建立该反应的速率方程,并指出在什么条件下,两种处理法得到的速率方程相同。并指出在什么条件下,两种处理法得到的速率方程相同。 A121A2A11A112AAAddckkkcktcckkckkcccp 故故A122A21A122A1AAA1A22A1Add0ddckkckktcckkckccckckcktcp 故故有有:解(解(1)用平衡态处理法:)用平衡态处理法:(2) 用恒稳态处理法用恒稳态处理法A1212A1dd,ckkktc
5、kckp 当气体压力较高时,当气体压力较高时,两种处理方法得到的速率方程相同。两种处理方法得到的速率方程相同。 K 300/ ,K 100/ ,0321kk11g32g53g2T二、某纯物质理想气体共有6.023 1023个分子,分子的某内部运动形式只有三个能级,各能级的能量分别为,各能级的简并度,其中k为玻耳兹曼常数。试计算:(1) 200K时分子的配分函数;(2) 200K并且在最概然分布时,能级上的分子数;(3) 并且在最慨然分布时,三个能级上的分子数之比。94. 312. 182. 11531200/300200/1000 eeeegqikTii 462. 094. 382. 194.
6、 33200/100222eqegNNkT T1kTie5:3:1:321321gggNNNNNN解:(1) (2) (3) 当时, 13molkg10944.39124KJ10807.13ksJ1066262. 033h23A10022. 6N 1、试计算1 mol氩气(单原子分子)在202650 Pa、25时的配分函数。已知氩的摩尔质量为,解: 302/3233232432/32A2/32t10987. 21066262. 010022. 62 .29810807.1310944.3922026502 .2983145. 8122 hNMkTpnRThmkTVqnLnRnRqnRTqnRT
7、SVlnlnln1molg 3 .131sJ1066262. 033h124KJ10807.13k123mol10022. 6L3、独立的离域子系统的熵与配分函数的关系为:试计算1 mol Xe(氙)气体在101325 Pa和165.1 K时的热熵。已知Xe的摩尔质量为323m10355. 1m 1013251 .1653145. 8pRTVkg102.180kg 10022. 6103 .13125233m 302/3233242522/32t10127. 81066262. 01 .16510807.1310180. 2210355. 12 hmkTVqq112330KJ 3 .157KJ 10022. 61ln10127. 8ln253145. 81lnln25lnlnlnnLqnRnLnRnRqnRTqnRTSV