内容发布更新时间 : 2024/12/23 11:01:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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??解:因为k=k0?kHcH,以k对CH+作直线回归,得:斜率=0.228,截距=1.35?10?3,相关系数=0.9961。故截距=1.35?10?3h-1,kH+=斜率=0.228mol-1?L?h-1。
24.某有机化合物A在323K,酸催化下发生水解反应。当溶液的PH=5时,t1=69.3min;Ph=4
2时,t1=6.93min。t1与A的初浓度无关。已知反应速率方程为:—
22dcAa=kAcAcB。求:H?dt(1)?及?;(2)323K时的速率常数kA;(3)在323K,PH=3时,A水解80%所需的时间。 解:(1)t1与A的初浓度无关,a=1,t1=ln2(kA22cH?B)。PH=5时,69.3=
ln2。?5BkA(10)合并两式,得B=1。 1. (2)kA=ln2(t1(3)t=ln(cA.02B?4cH)=1000mol?1?L?min?1 ?)=ln2(6.93?10B1000?10?3)=1.61min cA)(kAcH?)=ln[1(1?80%)](k3??E+P。实验25.酶E作用在某一反应S上而产生氧,其反应机理可表达为:E+S?ES?测得不同的初浓度底物时氧产生的初速率r0数据如下,计算反应的Michaelis常数KM,并解释物理意义。
解:由(6-14)式,总反应速率r=
rmcsKMKM1111???,则1==,以作rKM?csrmcsrmcsrmr0cs.0?10
图为一直线,经直线回归后,斜率为5.06?10
,截距为4.99?10,相关系数r=0=99996
?8K故Mrm=5.06?10?10?105.06?10?2?10,1=4.99?10,即有KM==1.01mol/L ?8rm(4.99?10)?8从反应速率r的表达式可以看出,当反应速率r为常数KM就为底物的浓度。
rm时,Michaelis
2(即最大速率一半)
26.请用热力学第二定律证明催化剂不能改变化学平衡。
解:可用反证法:设反应A?B,其?G正<0,?G逆>0,?H正<0,?H逆>0。根据热力学第二定律,在恒温恒压条件下,当反应正向进行时,可对环境作非体积功,直至达到反应平衡,若用催化剂,可使反应在恒温恒压且不做非体积功的条件下逆向进行,则因?H逆>0体系从环境吸热。经一个循后,体系恢复了原状,而环境中一部分热变成了功,即单一热源一部分精品文档
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热变成了功,这就违背了热力学第二定律而成为第二类永动机。因此上述假设是不成立的,即催化剂不能改变化学平衡。
27.乙炔的热分解是双分子反应,活化能为190.4Kj/mol,分子直径为5?10?10m。当温度为(2)反应A;
800K,压力为101.325kPa时,求(1)单位时间单位体积的分子碰撞次数ZA速率常数k.
解:(1)对于同种分子之间的碰撞:
ZAA=2NAdA22?RTMA=2LcAdA222?RTMA=2(LpAdA2?RT )RTMA3.142?8.314?800?11 ?326.0378?106.022?1023?101.325?103?5?10?102)=2?(8.314?800=3.77?10m? (2)ZAA=
34?3?s?1
ZAAZAA= 2LcA(pA)2LRT =
3.77?1034101.325?10326.022?10?()8.314?80023=2.7?10mol8?1?m3?/s
k=
kA?=ZA2A?exp?Ee RT800?190.4?1038.314?82 =2.07?10exp()=1.65?10?4mol?1?m3?s?1 8.314?80028,N2O5的热分解反应在不同温度下的速率常数如下,求:(1)Arrhenius公式中的Ea和A;(2)该反应在50摄矢度温度下的。 解:(1)lnk=-数A=e
截距Ea1+lnA以lnk对作直线回归,得:斜率=-12402,截距=30.634,相关系RTT=-0.99986
。
则
?e30.634?2.02?1013s?1,Ea=-R?斜率??8.314?(?12402)?103.1kJ/mol
?4(2)当T=323.15K时,由直线方程得到k=4.331?10?s?1,又由于
k=
RT?RT?G?K?exp(?)LhLhRT精品文档
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kLh4.331?10?4?6.022?1023?6.626?10?34?G??RTln??8.314?323.15lnRT8.314?323.15? ?H??Ea?1RT??8.314?323.15?10?3?104.4kJ?mol?1 2?H???G?(104.4?100.2)?103??13.00?mol?1?K?1 ?S?T323.15?
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第七章 表面现象
1. 293K时,把半径为10-3的水滴分散成半径为10-6m的小水滴,问比表面积增加了多少倍?完成该变化时,环境至少需做功多少?已知273K时水的表面张力为0.07288N?m-1。 解:
分成半径为10-6m的小水滴的的数目为:
43?r1(1?10?3)33n???1?109 ?634??r23(1?10?6)(1?10)3比表面积增加倍数:
n?4?r14?r222(1?10?6)2?1?1093 ??1?10?32(1?10)?A?4?(1?109)(1?10?6)2?(1?10?3)2?0.0125(m2)
??W????A??0.07288?0.0125??9.1?10(J)
?4
?G???A?0.07288?0.0125?9.1?10?4(J)
2. 将1×10-6m3的油分散到盛有水的烧杯内,形成半径为1×10-6m粒子的乳状液。设油水之间的界面力为62×10-3 N?m-1,求分散过程所需的功为多少?所增加的表面自由能为多少?如果加入微量的表面活性剂之后,再进行分散,这时油水界面张力下降到42×10-3 N?m-1。问此分散过程所需的功比原来过程减少多少? 解:
1×10-6m3的油滴的半径为:
?3?10??3V??r1???6.20?10?3(m) ??????4???4?3.14?
形成半径为1×10-6m的粒子的个数为:
n?1?10?64??(1?10?6)33?2.39?1011(m)
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W????A??62?10?3?2.39?1011?4?3.14??1?10?6??4?3.14??6.02?10?3? ??0.186(J)33??
?G???A?0.186(J)
加入微量表面活性剂之后,再进行分散,则所需功比原来的减少量为:
?62?42??10?30.186?62?10?3?0.060(J)
3. 常压下,水的表面张力σ(N?m-1)与温度t(oC)的关系可表示为 ??7.564?10?2?1.4?10?4t
若10oC时,保持水的总体积不变,试求可逆地扩大1cm2表面积时,体系的W、Q、ΔS、ΔG和ΔH。
解:10oC时水的表面张力为:
??7.564?10?2?1.4?10?4t?7.564?10?2?1.4?10?4?10?7.424?10?2(N?m?1) ?G???A?7.424?10?2?10?4?7.424?10?6(J)
W????A??7.424?10?6(J)
?d???4?4?8?S?????A?1.4?10?1?10?1.4?10(J)
?dT?A,VQ?T?S?283?1.4?10?8?3.962?10?6(J)
?H??G?T?S?7.424?10?6?283.2?1.4?10?8?1.140?10?8(J)
4. 证明药粉s在两种不互溶的液体α和β中和分布:(1)当σS,β >σS,α+σα,β,s分布在液体α中。(2)当σα,β>σS,α+σS,β,s分布在液体α和β之间界面上。 证明:(1)?G??S,????,???S,??0,所以粉末分布在液体α中。
(2) ?G??S,???S,????,??0,所以粉末分布在液体α,β的界面上。
5. 用本章学到的理论,对下列各题进行分析或判断。
(1) 两根水平放置的毛细管,管径粗细不均(见图)。管中装有液体,a管中为润湿性液体,b管中为不润湿液体。问:两管内液体最后平衡位置在何处,为什么?(2) 在装有部分液体的毛细管中,将其一端小心加热时(见图)问:a. 润湿性液体、
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