解得: y'?0.76 即乙酸乙酯的转化分数为0.76 。
10.乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应。在一定温度下,当酯和NaOH的起始浓度都
3等于8.04 m?ol?d时,测定结果如下:在反应进行到4 min时,碱的浓度为m5.30 mol?dm?3;进行到6 min时,碱的浓度为4.58 mol?dm?3。求反应的速率系数k。
解:这是一个起始物浓度相同的二级反应,利用定积分式 k?1xta(a?x)
将两组实验的时间和浓度的数据代入,就可以得到两个速率系数的值,取其平均值即可。
进行到4 min时,x1?(8.04?5.30) mol?dm?3?2.74 mol?dm?3 进行到6 min时,x2?(8.04?4.58) mol?dm?3?3.46 mol?dm?3
k1?14min?2.74 mol?dm?3?3(8.04?5.30)(mol?dm?1)2
?3?1 ?0.0161(m?oldm?) min k2?16min?3.46 mol?dm?3?3(8.04?4.58)(mol?dm?3?1?1)2
?0.0157(m?oldm?)取两者的平均值,即是要计算的速率系数值
k ?12(0.01?61 min0.0157?)(mol?dm )?3?1?3?1?1min?oldm? ?0.0159 (m) min?111.在298 K时,测定乙酸乙酯皂反应的速率。反应开始时,溶液中乙酸乙酯与碱的浓度都为0.01 mol?dm,每隔一定时间,用标准酸溶液滴定其中的碱含量,实验所得结果如下:
t/min ?33 ?35 6.34 7 5.50 10 4.64 15 3.63 21 2.88 25 2.54 [OH]/(10mol?dm??3) 7.40 (1)证明该反应为二级反应,并求出速率系数k的值。 (2)若乙酸乙酯与碱的浓度都为0.002 mol?dm
?3,试计算该反应完成95%时所需的
时间及该反应的半衰期。
解:(1) 假设反应是二级反应,代入二级反应(a?b)的定积分式,k?1xta?a?x?,
计算速率系数值。已知的是剩余碱的浓度,即(a?x)的数值,所以
1xk1?ta?a?x?
?13min?(0.01?7.40?10)mol?dm0.01mol?dm?3?3?3?3?3?7.40?10mol?dm?1?3
?11.71(mol?dm)?1?min
?3?3?3k2?15min?(0.01?6.34?10)mol?dm0.01mol?dm?3?3?6.34?10mol?dm?1
1 ?11.55(m?ol?3d?m?) min?3?3?3k3?17min?(0.01?5.50?10)mol?dm0.01mol?dm?3?3?5.50?10mol?dm?1
1 ?11.69(m?ol?3d?m?) min同理,可以求出其他的速率系数值分别为:
k4?11.55(mol?dmk6?11.77(mol?dm?3))?1?min?min?1?3?1, k5?11.70(m?oldm?)?1min,m in。
?3?1?1?3?1, k7?11.75(m?oldm?)?1速率常数基本为一常数,说明该反应为二级反应,其平均值为:
k?11.67 (mol?dm?3)?1?min?1。
1a?x?t作图。若得一直线,
也可以用作图法来确定反应的级数。假设反应为二级,以说明是二级反应。从直线的斜率计算速率系数的值。
(2)利用以转化分数表示的二级反应的定积分式,和a?b的二级反应的半衰期公式,
就可以计算出转化95%所需的时间和半衰期。
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