Question

制備光氣的反應(yīng)按下式進(jìn)行：CO + Cl₂ = COCl₂

實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)順序	初濃度/mol?L-1		初速率/mol?L-1?s-1
	CO	Cl2
1	0.100	0.100	1.2×10-2
2	0.100	0.050	4.26×10-3
3	0.050	0.10	6.0×10-3
4	0.050	0.050	2.13×10-3

求該反應(yīng)的速率常數(shù)、反應(yīng)級(jí)數(shù)和速率方程。

Answer 1

分析：設(shè)速率方程為= k?c ^m (CO)?c ⁿ (Cl₂)。m、n的求算可分別保持Cl₂、CO的濃度不變，再根據(jù)Cl₂、CO的對(duì)應(yīng)濃度和速率而求得。求得m、n后代入具體數(shù)據(jù)即可得k，速率方程的具體表達(dá)式也就確定了。

解：（1）求反應(yīng)級(jí)數(shù)

反應(yīng)速率方程為= k?c ^m (CO)?c ⁿ (Cl₂)。首先用實(shí)驗(yàn)1、2的數(shù)據(jù)，即保持CO濃度不變，而使Cl₂的濃度由0.100 mol?L^-1變?yōu)?.050 mol?L^-1，相應(yīng)的初速率由1.2×10^-2 mol?L^-1?s^-1變?yōu)?.26×10^-3 mol?L^-1?s^-1。根據(jù)速率方程：

₁ = k?c ^m (CO)?c (Cl₂)

₂ = k?c ^m (CO)?c (Cl₂)

=

兩邊取對(duì)數(shù)并移項(xiàng)：n =

代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：n =  =  = 1.5

同理可求出：m =  =  = 1

故該反應(yīng)對(duì)CO為一級(jí)反應(yīng)，對(duì)Cl₂為3/2級(jí)反應(yīng)，總反應(yīng)級(jí)數(shù)為2.5級(jí)。

（2）求速率常數(shù)

k =  =  = 3.8(L?mol^-1)^3/2?s^-1

求速率方程

該反應(yīng)速率方程式為= k?C(CO)?C^3/2(Cl₂)