Question

制备光气的反应按下式进行：CO + Cl₂ = COCl₂

实验测得下列数据：

实验顺序	初浓度/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

求该反应的速率常数、反应级数和速率方程。

Answer 1

分析：设速率方程为= k?c ^m (CO)?c ⁿ (Cl₂)。m、n的求算可分别保持Cl₂、CO的浓度不变，再根据Cl₂、CO的对应浓度和速率而求得。求得m、n后代入具体数据即可得k，速率方程的具体表达式也就确定了。

解：（1）求反应级数

反应速率方程为= k?c ^m (CO)?c ⁿ (Cl₂)。首先用实验1、2的数据，即保持CO浓度不变，而使Cl₂的浓度由0.100 mol?L^-1变为0.050 mol?L^-1，相应的初速率由1.2×10^-2 mol?L^-1?s^-1变为4.26×10^-3 mol?L^-1?s^-1。根据速率方程：

₁ = k?c ^m (CO)?c (Cl₂)

₂ = k?c ^m (CO)?c (Cl₂)

=

两边取对数并移项：n =

代入实验数据：n =  =  = 1.5

同理可求出：m =  =  = 1

故该反应对CO为一级反应，对Cl₂为3/2级反应，总反应级数为2.5级。

（2）求速率常数

k =  =  = 3.8(L?mol^-1)^3/2?s^-1

求速率方程

该反应速率方程式为= k?C(CO)?C^3/2(Cl₂)