化学动力学(一)练习与答案08级

化学动力学练习（一）一、选择题1.对于反应2NO2=2NO+O2，当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其相互关系为：()(A)-2d[NO2]/dt=2d[NO]/dt=d[O2]/dt(B)-d[NO2]/2dt=d[NO]/2dt=d[O2]/dt=d/dt(C)-d[NO2]/dt=d[NO]/dt=d[O2]/dt(D)-d[NO2]/2dt=d[NO]/2dt=d[O2]/dt=1/Vd/dt2.理想气体反应A+BC[ABC]≠产物，若设Ea为阿累尼乌斯活化能，≠Hm$表示活化络合物与反应物在标准状态下的焓差，则()(A)Ea=≠Hm$+RT(B)Ea=≠Hm$+2RT(C)Ea=≠Hm$+3RT(D)Ea=≠Hm$-2RT3.均相反应A+Bk1C+D，A+Bk2E+F在反应过程中具有[C]/[E]=k1/k2的关系，[C]，[E]为反应前后的浓差，k1，k2是反应(1)，(2)的速率常数。下述哪个是其充要条件？()(A)(1)，(2)都符合质量作用定律(B)反应前C，E浓度为零(C)(1)，(2)的反应物同是A，B(D)(1)，(2)反应总级数相等4.400K时，某气相反应的速率常数kp=10-3(kPa)-1·s-1，如速率常数用kC表示，则kC应为：(A)(A)3.326(mol·dm-3)-1·s-1(B)3.0×10-4(mol·dm-3)-1·s-1(C)3326(mol·dm-3)-1·s-1(D)3.0×10-7(mol·dm-3)-1·s-15.在反应Ak1Bk2C，Ak3D中，活化能E1E2E3，C是所需要的产物，从动力学角度考虑，为了提高C的产量，选择反应温度时，应选择：()(A)较高反应温度(B)较低反应温度(C)适中反应温度(D)任意反应温度6.如果某反应的△rHm=100ｋJ·mol-1，那么活化能Ea将：()(A)Ea≠100ｋJ·mol-1(B)Ea≥100ｋJ·mol-1(C)Ea≤100ｋJ·mol-1(D)都可以7.某反应物起始浓度相等的二级反应，k=0.1dm3·mol-1·s-1，c0=0.1mol·dm-3，当反应率降低9倍所需时间为：()(A)200s(B)100s(C)30s(D)3.3s8.过渡态理论的速率常数的公式为kkThqqqERTBAB//exp/0，下述说法正确的(A)q不是过渡态的全配分函数(B)qA,qB是任意体积中分子的配分函数(C)qA,qB,q均是分子在基态时的配分函数(D)kThB/是过渡态M中任一个振动自由度配分函数9.1-1级对峙反应12ABkk由纯A开始反应，当进行到A和B浓度相等的时间为：(正、逆向反应速率常数分别为k1，k2)()(A)t=ln12kk(B)t=11221lnkkkk(C)t=1121212lnkkkkk(D)112121lnktkkkk10.在温度T时，实验测得某化合物在溶液中分解的数据如下：初浓度c0/mol·dm-30.501.102.48半衰期t12/s-14280885174则该化合物分解反应的级数为：()(A)零级(B)一级反应(C)二级反应(D)三级反应11.两个活化能不相同的反应，如E2E1，且都在相同的升温度区间内升温，则：()(A)21dlndlnddkkTT(B)21dlndlnddkkTT（C）21dlndlnddkkTT(D)21ddddkkTT12.下表列出反应A+B→C的初始浓度和初速：初始浓度/mol·dm-3初速/mol·dm-3·s-1cA,0cB,01.01.00.152.01.00.303.01.00.451.02.00.151.03.00.15此反应的速率方程为：()(A)r=kcB(B)r=kcAcB(C)r=kcA(cB)2(D)r=kcA13.实验测得反应3H2+N2→2NH3的数据如下：实验pH2/kPapN2/kPa(-dp总/dt)/(Pa·h-1)113.30.1331.33226.60.1335.32353.20.066510.64由此可推知该反应的速率方程dp(NH3)/2dt等于：()(A)kpH23pN2(B)kpH22pN2(C)kpH2pN2(D)kpH2pN2214.如果臭氧(O3)分解反应2O3→3O2的反应机理是：O3→O+O2(1)O+O3→2O2(2)请你指出这个反应对O3而言可能是：()(A)0级反应(B)1级反应(C)2级反应(D)1.5级反应15.对于气相基元反应，按过渡态理论，不正确的关系式是：()(A)Ea=≠Um$+RT(B)Ea=≠Hm$+nRT(C)Ea=E0+RT(D)Ea=E0+mRT16.单原子分子A与双原子分子B生成非线性过渡态时，据A(TST)=(kBT／h)[q≠／(qAqB)]计算A时，q≠为()(A)ft3fr2fv3(B)ft3fr2fv4(C)ft3fr3fv3(D)ft3fr3fv217.气相反应A+2B─→2C，A和B的初始压力分别为pA和pB，反应开始时并无C，若p为体系的总压力，当时间为t时，A的分压为：()(A)pA-pB(B)p-2pA(C)p-pB(D)2(p-pA)-pB18.基元反应A+B-C→A-B+C的摩尔反应焓rHm0，B-C键的键能为BC，A为自由基，则反应活化能等于：()(A)0.30BC(B)0.05BC(C)0.05BC+Hm(D)0.05BC-Hm19.反应A→产物为一级反应，2B→产物为二级反应，t12(A)和t12(B)分别表示两反应的半衰期，设A和B的初始浓度相等，当两反应分别进行的时间为t=2t12(A)和t=2t12(B)时，A，B物质的浓度cA，cB的大小关系为：()(A)cAcB(B)cA=cB(C)cAcB(D)两者无一定关系20.一个反应的活化能是33kJ·mol-1,当T=300K时，温度每增加1K，反应速率常数增加的百分数约是：()(A)4.5%(B)90%(C)11%(D)50%二、计算题21.1,3-二氯丙醇在NaOH存在条件下,发生环化作用，生成环氧氯丙烷反应,反应为二级(对1,3-二氯丙醇及NaOH均为一级)。在281.8K时进行反应,当1,3-二氯丙醇与NaOH始浓度均是0.282mol·dm-3时,1,3-二氯丙醇转化率达95%时需时20.5min,求：当1,3-二氯丙醇和NaOH始浓度分别为0.282和0.365mol·dm-3时，1,3-二氯丙醇转化率达98.6%时需时间多少?(cA,0≠cB,0时,B,0A,0B,0B,0A,0(1)1lncxktccccx,x为A转化分数)。21.10分(5457)[答]k＝（1／t）［x／c0（1－x）］＝3.29mol-1·dm3·min-1(3分)kt=B,0A,0B,0B,0A,0(1)1ln()cxccccx＝［1／（0.282-0.365）］ln［0.365(1-x)／(0.365-0.282x)］∴ｔ＝10.4min22.在298.2K时,下列反应可进行到底N2O5＋NO─→3NO2。在N2O5的初始压力为133.32Pa,NO为13332Pa时,用lgp(N2O5)对时间t作图，得一直线,相应的半衰期为2.0h,当N2O5和NO的初压各为6666Pa时,得到如下实验数据：p(总)/Pa13332153321666519998t/h012∞(甲)若反应的速率常数方程可表示为r＝kpx(N2O5)py(NO),从上面给出的数据求x,y,k的值。(乙)如果N2O5和NO的初始压力分别为13332和133.32Pa,求半衰期t12的值。22.10分(5424)[答](甲)NO过量r=kpx(N2O5)py(NO)=k＇px(N2O5)x=1(2分)当两者初压相同时r=kpx+y(N2O5)代入ln[(p∞－p0)/(p∞－pt)]＝kt得k为一常数k＝0.35h-1(2分)所以x+y=1则y=0(2分)(乙)当N2O5过量,t1/2是指NO的r＝k1p(N2O5)＝4666Pa·h-1[133.32Pa/2]/t1/2＝4666Pa·h-1t1/2＝0.0143h(4分)23.反应Br+H2HBr+H，400K时，实验测得A=3.00×1013cm3·mol-1·s-1，计算碰撞直径。M(Br)=79.9×10-3kg·mol-1，M(H)=1.008×10-3kg·mol-1。23.10分(6189)[答]A=πd2(8kBT/π)1/2或A=πd2[8RT/(22(H)(Br)(H)+(Br)MMMMp)]1/2，A=3.00×1013cm3·mol-1·s-1=4.98×10-17m3·s-1πd2=A/(kBT/π)1/2=4.98×10-17/2.075×103m·s-1=2.40×10-20m2d=(2.40×10-20/3.14)1/2m=8.74×10-11m=87.4pm数值太小，证明SCT理论不适用。24.320K时，对于气相反应A+OHAO+H；当A=N时，实验测得kN=4.1×1010mol-1·dm3·s-1；当A=O时，kO=3.0×1010mol-1·dm3·s-1。已知rN=0.15nm，rO=0.14nm，rOH=0.15nm。请用硬球碰撞理论计算反应速率常数，并与实验值相对照。[答]SCT理论1/22BC8/exp/kLDkTERTpp自由原子与自由基反应，EC0，k=A（指前因子）（1分）21/2NNOHB8/kLrrkTppm3·mol-1·s-160231010003140301088314320314769102392312./.../../2631010.dm3·mol-1·s-1（4分）21/22393O6.02310/10003.140.291088.314320/3.148.2410k2381010.dm3·mol-1·s-1（4分）与实验值非常接近，说明硬球碰撞理论对这类反应较适用25.在671–768K之间，C2H5Cl气相分解反应(C2H5Cl→C2H4+HCl)为一级反应，速率常数k(s-1)和温度(T)的关系式为：lg(k/s-1)=-13290/(T/K)+14.6(1)求Ea和A(2)在700K时，将C2H5Cl通入一反应器中(C2H5Cl的起始压力为26664.5Pa)，反应开始后，反应器中压力增大，问需多少时间，反应器中压力变为46662.8Pa？25.10分(5732)[答](1)lgk=lgA-Ea/2.303RTA=3.98×1014s-1Ea=254.5kJ·mol-1(6分)(2)p总=p0+p(HCl)pt(C2H5Cl)=2p0-p总t=1/k×ln(p0/pt)=33700s(4分)26.(1)在恒温下，许多金属的氧化过程满足下列抛物线方程y2=k1t+k2其中k1，k2只是温度的函数，当温度一定时都为常数。y为时刻t时的氧化膜厚度，请写出金属氧化的速率方程dy/dt=？，它是几级反应？对结果的意义加以说明。(2)假定反应A→C+D的历程为：A12kkB+CB3kD其中B为活性中间物。试证明产物D的生成速率必受产物C的抑制。并指出在什么条件下D的生成速率与产物C无关。26.10分(5952)[答](1)dy/dt=k1/2y负一级反应，说明随着氧化膜厚度的增加，氧化速率下降。(4分)(2)由d[D]/dt=k3[B]和0=d[B]/dt=k1[A]-k2[B][C]-k3[B]得d[D]/dt=k3k1[A]/(k2[C]+k3)反应受产物C的抑制，(4分)当k3k2[C]时，d[D]/dt≈k1[A]，与产物C无关(2分)三、问答题27.对同样的反应物,常遇到一些平行的一级反应竞争发生,因为从热力学上看来,很多种产物都是可能产生的。试证明对于反