第十一章化学动力学习题.

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+B2D的反应速率既可表示为-dcA/dt=kAcAcB,也可表示为dcD/dt=kDcAcB．速率系数kA和kD的关系为（）．DADAZZYYBBAAkkkkkkkk221......２、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pC,0=0）,若将以B的压力变化来表示的消耗速率-dpB/dt换成以总压p表示-dp/dt时，则（-dp/dt）/（-dpB/dt）=（）。t=0pA,0pB,00t=tpApB2/3(pB,0-pB)解：（1）A（g）+3B(g)2C(g))d/d(32d/d3232)(32310,0,BBtptppppppppBBBBB因此总因pA=1/3pB(pC,0=0且pA,0=1/3pB,0）,3、一定T、V下，反应A(g)B(g)+D(g)当pA,0=100kPa时，反应的半衰期t1/2=25min;当pA,0=200kPa时，反应的半衰期t1/2=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=pA,0/2t1/2=100kPa/225S=2.0kPa.S-14、在一定温度下，液相反应A+BD的速率系数kA=42.5min-1，则CA从2.0mol.dm-3变到0.50mol.dm-3所需的时间为t1，从0.40mol.dm-3变到0.10mol.dm-3所需的时间为t2，则两者t2/t1=（）。解：由题给k的单位可知，为一级反应，kt=ln(c0/c)t2/t1=ln(0.4/0.1)/ln(2.0/0.5)=ln4/ln4=15、已知某反应的反应物无论其起始浓度CA，0为多少，反应掉CA，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500K时，某理想气体恒容反应的速率系数kC=20mol-1.dm3.S-1.若改用压力表示反应时，则反应的速率系数kp=()。解：由kc的单位，此反应为二级反应，n=2kp=kc(RT)1-n=kc/RT=4.8110-6Pa-1.s-17、2BD和2AC两反应均为二级反应，而且k=Aexp(-Ea/RT)公式中的指前因子A相同。已知在100oC下，反应（1）的k1=0.10dm-3.mol-1.S-1,而两反应的活化能之差Ea,1–Ea,2=15000J.mol-1,那么反应（2）在该温度下的速率系数k2=（）（填入具体数值）解：根据k1=Ae-Ea,1/RT和k2=Ae-Ea,2/RT两式相比得k1/k2=e-Ea,1+-Ea,2/RT,得k2=12.58dm3.mol-1.s-18、反应机理为ABk1k-1tcAcB则此反应的速率方程-dcB/dt=()。k1cA-k-1cB9、恒温、恒容理想气体反应的机理为A(g)D(g)B(g)k1k2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cA、cB和cD。则反应物A(g)消耗的速率可表示为-dcA/dt=().(k1+k2)cA10、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+BC+D,当加入催化剂后其正、逆反应的速率常数分别从k1，k-1变为k1’和k-1’，测得k1’=3k1那么k-1’=（）k-1。k1k-13二、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cA,0cB,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cA,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)1,1C2、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D3.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AB，若开始时cB,0=0,A的其始浓度为cA,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cA,0的一半时，所需的时间为t1/2，测得t/t1/2=2，则此反应的级数为（）。A5、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)36、反应2A3B,其速率方程可表示为-dcA/dt=kAcA2cB-1或dcB/dt=kBcA2cB-1,则两者的速率常数之比，即kA/kB=（）。B（A）零级反应；（B）一级反应；（C）二级反应；（D）0.5级反应7、25oC时，气相反应2A(g)C(g)+D(g),反应前A(g)的物质的量浓度为cA,0，速率常数为kA，此反应进行完全（即cA=0）所需的时间是有限的，用符号t表示，而且t=cA,0/kA,则此反应必为（）。A因为cA,0-cA=kAt,当cA=0时，t=t=cA,0/kA(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ABC,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2AB,为双分子反应，此反应的级数（）D10、某放射性同位素的蜕变反应为一级反应，已知其半衰期t1/2=6d,则经过18d后，所剩的同位素的物质的量n，与原来同位素的物质的量n0的关系为（）。(A)n=n0/3;(B)n=n0/4;(C)n=n0/16;(D)n=n0/8D解：一级反应kt1/2=ln23kt½=ln(c0/c)=ln(n0/n)=3ln2=ln23所以n0/n=23=8,n=n0/811、平行反应已知反应（1）的活化能Ea,1=80kJ.mol-1,反应（2）的活化能Ea,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kA的单位：[c][t]-1•零级反应的半衰期t1／2与反应物A的初始浓度cA,0成正比，而与kA成反比•以{cA}～{t}作图为一直线，直线的斜率为－kA。一级反应的动力学特征•一级反应的kA的单位：[t]-1。•一级反应的半衰期t1／2与kA成反比，而与反应物A的初始浓度cA,0无关。•以ln{cA}～{t}作图为一直线，直线的斜率为－kA。2、反应速率方程–dcA/dt=kAcA2的二级反应有哪些特征？•二级反应的kA的单位：[c]-1[t]-1。•只有一种反应物的二级反应的半衰期t1／2与反应物A的初始浓度cA,0和kA成反比。•以1／{cA}～{t}作图为一直线，直线的斜率为kA。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Ky=k1/k-14.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。1122kxkx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，cB很小，且满足dcB/dt=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10-5mol·dm-3·s-1，1小时后速率A=3.2610-6mol·dm-3·s-1。试求(1)kA;(2)t½;(3)cA0-14-1AAAA0AA0s10113.3h1209.1,lnlnktkcc(2)t½=ln2/kA=2226s(3)cA0=A0/kA=0.0321mol·dm-3解:(1)A0=kAcA0，A=kAcA，A0/A=cA0/cA2、450℃时，实验测得气相反应3A+B2C在不同反应物的不同初始压力下的初速率数据如下：10.640.6655.3235.331.332.6621.331.331.331pB010-2/PapA010-4/Pa实验编号-1B0hPaddtp(1)试求动力学方程式中的、和kB。(2)计算实验3条件下，B反应掉一半所需的时间。(3)若已知活化能为188kJ·mol-1，试计算实验3在500℃时的初速率。BABBddppktp解:(1)242420101033.11066.21033.11033.133.533.12224224301010665.01032.51033.11033.164.1033.11-12-11-12-224B012A0101BhPa1065.5hPa1033.11033.133.1ppk解:(2)BBB2ABB'ddpkppktptkppBBB0'lnh33.4h1032.51065.52ln'2ln2411B21kt(3)12a1211lnTTREkk-12-1022-1-21111hPa1025.4,K15.773hPa1065.5,K15.723kTkT1B02A02B0hPa53.80ppk3.反应A→B，340K时完成20%需3.2分钟，300K时完成20%需12分钟，求Ea。1a12aA1A2molkJ01.28,11lnETTREkk任何反应其速率方程都可以写为：解：11AA,0111(1)(1)nnktnncc--骣琪琪-=?琪琪-桫A1ln(n=1)1ktx=-A2A1A1A2ttkk4.理想气体反应2A(g)→2B(g)+D(g)在恒容容器中进行，A的半衰期与其初始压力的关系如下：900K1000KpA0/kPat½/spA0/kPat½/s39.2152048.021242.4140550.6201（1）试确定该反应的级数，并分别求900K和1000K时的速率系数kA,p,kD,p。（2）若在900~1000K范围内反应的Ea不随T变化，试求Ea。（3）若在1000K反应开始时容器中只有压力为53.3kPa的A存在，试求系统总压达到64.0kPa所需要的时间。.（1）∵A的t½与pA0成反比，故为二级反应。-1-18-1-13A021A,sPa1068.1sPa102.39152011:K900K900