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。
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)?C3/2(Cl2)
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