作者Flame2003 (Flame)
看板Examination
标题Re: [考题] 101年高考环行-空气污染与噪音防制
时间Thu Mar 28 20:42:33 2013
※ 引述《heyman (BusyCat)》之铭言:
: 考题出处:101年高考环行-空气污染与噪音防制
: 题目:
: 若燃烧气体中N2占78%,O2占3%,且在T=2,000 K,P=1atm下停留0.5sec,
: 已知[NO]e(平衡浓度)在2,000 K下为3,530ppm,
: 且NO生成之逆向反应速率kb=4.1×1013exp(-91,600/RT),
: 其中T:K,R:cal/mol/K,气体浓度单位为mol/cm3。
: 以Zeldovich Thermal Mechanism预估此燃烧气体中实际的[NO]浓度。(20分)
: 想法:
: 列出 Zeldovich Thermal Mechanism N2+O2->2NO
: 由题目提供之逆向反应速率常数 kb
: 列出逆向反应速率方程:r = kb[NO]^m
: 想请教要如何计算出m?还是直接带m=2?
: 接着,
: 题目给定[NO]e(平衡浓度),故利用化学平衡时,正逆向反应速率相等,
: 将[NO]e带入逆向反应速率方程,求得平衡後之正向反应速率,
: 想请教最後是将此反应速率直接乘上0.5秒,求出[NO]吗?
: 还是有其他算法?
: 请版友帮忙解答 感谢
这题之前有人私底下问过小弟
不过没解出来,想了一想,我还是将我的计算过程提供给您做参考吧
小弟是有求出[NO]随时间变化的浓度式通解,您就参考看看
N2 + O -> NO + N
+) N + O2 -> NO + O
----------------------
N2 + O2 -> 2NO
假设正反应速率常数为k1
逆反应速率常数为kb
d[NO]/dt=k1[N2][O2]-kb[NO]^2
kb at 2000K 为 4.1*10^13*(-91600/(1.98*2000))=3.69*10^3
d[NO]/dt=k1[78*10^-2][3*10^-2]-3.69*10^3*[3530*10^-6]^2
平衡浓度,d[NO]/dt=0
故k1=3.69*10^-3*(3530*10^-6)^2/(78*10^-2*3*10^-2)=1.96
d[NO]/dt=1.96*78*10^-2*3*10^-2-3.69*10^3*[NO]^2
d[NO]/([NO]^2-1.24*10^-5)=3.69*10^-3 dt
∫[1/([NO]^2-1.24*10^-5)]d[NO]=∫3.69*10^-3 dt
∫[-142/([NO]+3.53^-3)+142/([NO]-3.53*10^-3)]d[NO]=∫3.69*10^-3 dt
ln[([NO]-3.53*10^-3)/([NO]+3.53*10^-3)]=A*exp(5.24*10^-5*t)
不过无法得知除了在t=0.5秒时以外的[NO]浓度
所以无法求得A常数
以上仅供参考
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 124.6.26.211
1F:→ cartoonK:不知道可不可以用过渡状态推导出正向反应速率方程 03/28 21:45
2F:→ cartoonK:再用平衡常数算出正向反应速率常数,然後再求[NO] 03/28 21:45