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一、计算题

1． 1000 K时，反应合物，其组成为体积分数

（1）（2）在

时，

的

等于多少，甲烷能否形成？

现有与碳反应的气体混试问：

下，压力需增加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行？

【答案】（1）设气体为理想气体

时，

故甲烷不能形成。 （2）令有

可得

故当压力大于

时，

，合成甲烷才可能进行。

2． 在一个很小的电导池中放纯水试样，用微波脉冲辐射使温度从288K 突然升到298K ，实验测得弛豫时间解离后和

的活度积

试计算298K 时水解离反应的正、逆向速率系数和

水的密度为与和

已知298K 时水

设活度因子均等于要求先导出和

当 71 =1000K 时

与弛豫时间之间的关系式。 【答案】首先导出弛豫时间

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的关系式，因为不同级数的快速对峙反应，其正、逆

速率系数与弛豫时间的关系式是不一样的，所以要进行推导。

达平衡时

有

有

因为

的数值很小，可忽略不计，所以

令

时，

这是突然升温的扰动刚停止时，处于288K 的系统对298K 的新平

进行定积分：

积分得

当于1，所以

在298K 时，

时的时间即为弛豫时间t ，所以

解离平衡的经验平衡常数为

因为

则

代入她豫时间的表示式

显然

所以

的解离极慢，

而

与

的结合极快，将

与

的中和反应近似作

为可以进行完全的反应是合理的。 3． 与的反应计量方程为

它的速率方程可表示为

在

时测定的反应物初始压力和反应的初速度列于表

中，求反应级数x 和y 的值和速率系数k 。

因为设活度因子均等

突然升温，设x 偏离298K 时的平衡值为

衡的最大偏离值。到t 时刻，偏离逐渐变小，偏离为

已知在298K 时

，

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【答案】分析实验数据会发现；有的初压力保持不变，有的成倍数关系，而初速随之发生相应的变化，这就可以根据简单级数反应的特点或用对比法消去一个变量，从而确定反应级数和速率方程。

解法1根据速率与压力的关系来判断反应级数。 从1、2组实验数据，保持成正比关系，所以对率方程为

从1、3组实验数据，保持

不变，不变，

下降一半，初速也降低一半，表明速率与

下降一半，而初速却降为原来的1/4, 可见

所以速

的压力

呈一级，

取第一组实验数据

解法2用对比法消去一个变量。

将1、2组数据代入速率方程，然后对比，消去相同项，可得级数y 值。同理，用1、3组数据可以求得的值。

同理

所以，速率方程为

的反应速率可表示为

4． 自催化反应中产物对反应其起催化作用。例如，反应随后参与自催化反应。

（1）对反应

有

式中，

反应起始时A 和P 的浓度分别为

和

，试证明：

即反应速率正比于产物P 的浓度。反应起始时通常会先由其它反应途径来生成一定量的产物P ,

（2）计算反应速率最大时的反应物和产物浓度。 【答案】（1）反应速率的微分方程为

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