化学动力学习题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 化学动力学习题,一、概念题,1、在一定温度下，反应,A +B 2D,的反应速率既可表示为-,d,c,A,/d,t,=,k,A,c,A,c,B,也可表示为,d,c,D,/d,t,=,k,D,c,A,c,B,速率系数,k,A,和,k,D,的关系为（）,、,反应,A(g)+3B(g)2C(g),反应开始时，反应物按计量比混合而且无产物,C,存在（即,p,C,0,=0）,若将以,B,的压力变化来表示的消耗速率-,d,p,B,/d,t,换成以总压,p,表示-,d,p,/d,t,时，则（-,d,p,/d,t,）/（-d,p,B,/d,t,）=（）。,t,=0,p,A,0,p,B,0,0,t,=,t,p,A,p,B,2/3(,p,B,0,-,p,B,),解,：（1）,A（g）+3B(g),2C(g),因,p,A,=1/3,p,B,(,p,C,0,=0,且,p,A,0,=1/3,p,B,0,）,3,、,一定,T,、,V,下，反应,A(g)B(g)+D(g),当,p,A,0,=100kPa,时，反应的半衰期,t,1/2,=25min;,当,p,A,0,=200kPa,时，反应的半衰期,t,1/2,=50min。,此反应的级数,n=(),反应的速率系数,k=,（）。,解：由题给数据可知，在一定,T,、,V,下，反应的半衰期与,反应物的初始压力成正比，此反应必为零级反应，故,n,=0,k,=,p,A,0,/2,t,1/2,=100kPa/2,-1,4,、,在一定温度下，液相反应,A +B D,的速率系数,k,A,=42.5 min,-1,，,则,C,A,从2.0,mol.dm,-3,变到0.50,mol.dm,-3,所需的时间为,t,1,，,从0.40,mol.dm,-3,变到0.10,mol.dm,-3,所需的时间为,t,2,，,则两者,t,2,/,t,1,=（）。,解：由题给,k,的单位可知，为一级反应，,kt,=ln(,c,0,/,c,),t,2,/,t,1,=ln(0.4/0.1)/ln(2.0/0.5)=ln4/ln4=1,5、已知某反应的反应物无论其起始浓度,C,A，0,为多少，反应掉,C,A，0,的2/3时所需的时间相同，所以该反应为（）级反应。,一,6、温度为500,K,时，某理想气体恒容反应的速率系数,k,C,=20mol,-1,.dm,3,.S,-1,.,若改用压力表示反应时，则反应的速率系数,k,p,=(,)。,解：由,k,c,的单位，此反应为二级反应，,n,=2,k,p,=,k,c,(,RT,),1-n,=,k,c,/,RT,=4.81,10,-6,Pa,-1,.s,-1,7、2,B D,和 2,A C,两反应均为二级反应，而且,k,=,A,exp(-,E,a,/,RT,),公式中的指前因子,A,相同。已知在100,o,C,下，反应（1）的,k,1,=0.10 dm,-3,.mol,-1,.S,-1,而两反应的活化能之差,E,a,1,E,a,2,=15000J.mol,-1,那么反应（2）在该温度下的速率系数,k,2,=,（）（,填入具体数值）,解：根据,k,1,=Ae,-,E,a,1/,RT,和,k,2,=Ae,-,E,a,2/,RT,两式相比得,k,1,/,k,2,=e,-,E,a,1+-,E,a,2/,RT,得,k,2,=12.58dm,3,.mol,-1,.s,-1,8,、反应机理为,A B,k,1,k-,1,t,c,A,c,B,则此反应的速率方程-,d,c,B,/d,t,=()。,k,1,c,A,-,k,-1,c,B,9、恒温、恒容理想气体反应的机理为,A(g),D(g),B(g),k,1,k,2,反应开始时只有,A(g)，,任意时刻,t,时，,A、B、D,的物质的量浓度分别为,c,A,、,c,B,和,c,D,。,则反应物,A(g),消耗的速率可表示为-,d,c,A,/d,t,=().,(,k,1,+,k,2,),c,A,10、催化剂能够大大缩短化学反应达到化学平衡的时间，而不能改变化学反应的（）。,平衡状态,11、某对行反应,A+B C+D,当加入催化剂后其,正、逆反应的速率常数分别从,k,1,，,k,-1,变为,k,1,和,k,-1,，,测得,k,1,=3,k,1,那么,k,-1,=（）,k,-1,。,k,1,k,-1,3,二、选择题,1、在,T、V,恒定的条件下，基元反应,A(g)+B(g)D(g),则此反应为()分子反应，,若初始浓度,c,A,0,c,B,0,即在反应过程中物质,A,大量过剩，其反应掉的物质的量浓度与,c,A,0,相比较，完全可以忽略不计。则此反应的级数,n=().,(A)2,2；（B）1,2;(C)2,1;(D)1,1,C,2、在指定条件下，任一基元反应的反应分子数与反应级数之间的关系是（）。,(,A),反应级数等于反应分子数；,（,B）,反应级数小于反应分子数；,（,C）,反应级数大于反应分子数；,(,D),反应级数等于或小于反应分子数,D,3.,基元反应的分子数是个微观的概念，其值（）。,(,A),可为0、1、2、3；(,B),只能是1、2、3这三个正整数；,(,B),也可是小于1的数值；（,D）,可正，可负，可为零,B,(,A),零级；（,B）,一级；（,C）3/2,级；(,D),二级。,4,、反应,A B，,若开始时,c,B,0,=0,A,的其始浓度为,c,A,0,，,当反应物完全转化为,B,时，需时为,t，,而反应掉,A,的其始浓度,c,A,0,的一半时，所需的时间为,t,1/2,，,测得,t,/,t,1/2,=2，,则此反应的级数为（）。,A,5,、在化学动力学中，质量作用定律（）,(,A),适用任一恒温反应；（,B）,只适用于理想气体恒温反应；,(,C),只适用于基元反应；(,D),只适用于恒温、恒容化学反应。,C,(,A),2;(B)2/3;(C)3/2;(D)3,6、反应2,A 3B,其速率方程可表示为-,d,c,A,/d,t,=,k,A,c,A,2,c,B,-1,或,d,c,B,/d,t,=,k,B,c,A,2,c,B,-1,则两者的速率常数之比，即,k,A,/,k,B,=,（）。,B,（,A）,零级反应；（,B）,一级反应；（,C）,二级反应；（,D）0.5,级反应,7、25,o,C,时，气相反应 2,A(g)C(g)+D(g),反应前,A(g),的物质的量浓度为,c,A,0,，,速率常数为,k,A,，,此反应进行完全（即,c,A,=0）,所需的时间是有限的，用符号,t,表示，而且,t,=,c,A,0,/,k,A,则此反应必为（）。,A,因为,c,A,0,-,c,A,=,k,A,t,当,c,A,=0,时，,t,=,t,=,c,A,0,/,k,A,(,A),B,的生成速率小于,B,的消耗速率；(,B)B,的生成速率等于,B,的消耗速率；(,C)B,的生成速率大于,B,的消耗速率；(,D),因条件不足，无法肯定。,8、连串反应,A B C,实验测得,B,为非常活泼的中间产物，当反应稳定后，则（）。,B,(,A),可能小与2；（,B）,必然为1；(,C),可能大与2；（,D）,必然为2.,9、基元反应 2,A B ,为双分子反应，此反应的级数（）,D,10、某放射性同位素的蜕变反应为一级反应，已知其半衰期,t,1/2,=6d,则经过18,d,后，所剩的同位素的物质的量,n,，,与原来同位素的物质的量,n,0,的关系为（）。,(,A),n,=,n,0,/3;(B),n,=,n,0,/4;(C),n,=,n,0,/16;(D),n,=,n,0,/8,D,解：一级反应,kt,1/2,=ln2,3,kt,=ln(,c,0,/,c,)=ln(,n,0,/,n,)=3ln2=ln2,3,所以,n,0,/,n,=2,3,=8,n,=,n,0,/8,11、平行反应,已知反应（1）的活化能,E,a,1,=80kJ.mol,-1,反应（2）的活化能,E,a,2,=40kJ.mol,-1,，,为有利于产物,B(g),的生成。应当采取（）的方法。,(,A),恒温反应；（,B）,升高反应温度；（,C）,降低反应温度；（,D）,将副产物,D(g),及时排除反应器,（2）,（1）,B(g),产物,D(g),副产物,A(g),B,一、,简答题,1、零级反应有哪些特征？一级反应有哪些特征？,零级反应的动力学特征:,零级反应的,k,A,的单位：,c,t,-1,零级反应的半衰期,t,12,与反应物,A,的初始浓度,c,A,0,成正比，而与,k,A,成反比,以,c,A,t,作图为一直线，直线的斜率为,k,A,。,一级反应的动力学特征,一级反应的,k,A,的单位：,t,-1,。,一级反应的半衰期,t,12,与,k,A,成反比，而与反应物,A,的初始浓度,c,A,0,无关。,以,ln,c,A,t,作图为一直线，直线的斜率为,k,A,。,2,、反应速率方程,d,c,A,/d,t,=,k,A,c,A,2,的二级反应有哪些特征？,二级反应的,k,A,的单位：,c,-1,t,-1,。,只有一种反应物的二级反应的半衰期,t,12,与反应物,A,的初始浓度,c,A,0,和,k,A,成反比。,以1,c,A,t,作图为一直线，直线的斜率为,k,A,。,3、对行反应和平行反应各有什么特点？,对行反应的特点,1.净速率等于正、逆反应速率之差值,2.达到平衡时，反应净速率等于零,3.正、逆速率系数之比等于平衡常数,K,y,=,k,1,/,k,-1,4,.,在,c,t,图上，达到平衡后，反应物和产物的浓度不再随时间而改变,趋近于平衡浓度,（3）平行反应的特点,1,.,平行反应的总速率等于各平行反应速率之和,2.,速率方程的微分式和积分式与同级的简单反应的速率方程相似，只是速率系数为各个反应速率系数的和。,3.,当各产物的起始浓度为零时，在任一瞬间，各产物浓度之比等于速率系数之比，,若各平行反应的级数不同，则无此特点。,4.,用合适的催化剂可以改变某一反应的速率，从而提高主反应产物的产量。,5,.,用改变温度的办法，可以改变产物的相对含量。活化能高的反应，速率系数随温度的变化率也大。,4、对于复杂反应，任一中间产物,B,在何种条件下才能对其运用稳态近似法处理？,解：中间产物,B,非常活泼，反应能力很强，,c,B,很小，且满足,d,c,B,/d,t,=0。,5,、发生爆炸反应的主要原因是什么？,热爆炸和支链反应爆炸,6、催化剂能够加快反应速率的主要原因是什么？,催化剂与反应物生成不稳定的中间化合物，改变了反应,的途径，降低了反应的活化能。,1、,50,时，,A,物质在溶剂中进行分解反应，反应 为一级，初速率,A0,=1.00 10,-5,mol,dm,-3,s,-1,，1,小时后,速率,A,=3.26 10,-6,mol,dm,-3,s,-1,。,试求(1),k,A,;,(2),t,;(3),c,A0,(,2),t,=,ln,2/,k,A,=2226 s,(,3),c,A0,=,A0,/,k,A,=0.0321mol,dm,-3,解:(,1),A0,=,k,A,c,A0,，,A,=,k,A,c,A,，,A0,/,A,=,c,A0,/,c,A,2、,450,时，实验测得气相反应3,A+B,2C,在 不同反应物的不同初始压力下的,初速率数据如下：,10.64,0.665,5.32,3,5.33,1.33,2.66,2,1.33,1.33,1.33,1,p,B0,10,-2,/Pa,p,A0,10,-4,/Pa,实验编号,试求动力学方程式 中的,、,和,k,B,。,计算实验3条件下，,B,反应掉一半所需的时间。,若已知活化能为188,kJ,mol,-1,，,试计算实验3在500,时的初速率。,解:,(1),解:,(2),(3),3.,反应,A,B,，,340,K,时完成20%需,3.2分钟，300,K,时完成20%需12分钟，求,E,a