化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)習(xí)題.doc

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(習(xí)題課)1. 某金屬 的同位素進(jìn)行放射，經(jīng)14d（1d=1天后，同位素的活性降低6.85%。求此同位素的蛻變常數(shù)和半衰期；要分解 90.0%，需經(jīng)多長時間？ 解：設(shè)反應(yīng)開始時物質(zhì)的質(zhì)量為100%，14d后剩余未分解者為100%-6.85%，則 代入半衰期公式得 一、是非題下列各題中的敘述是否正確？正確的選“”，錯誤的選“”。 1.反應(yīng)速率系數(shù)kA與反應(yīng)物A的濃度有關(guān)。 2.反應(yīng)級數(shù)不可能為負(fù)值。 3.對二級反應(yīng)來說，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化同一百分?jǐn)?shù)時，若反應(yīng)物的初始濃度愈低，則所需時間愈短。 4.對同一反應(yīng)，活化能一定，則反應(yīng)的起始溫度愈低，反應(yīng)的速率系數(shù)對溫度的變化愈敏感。 5. Arrhenius活化能的定義是。 6.若反應(yīng)AY，對A為零級，則A的半衰期。二、 選擇題選擇正確答案的編號：1. 某反應(yīng)，A Y，其速率系數(shù)kA=6.93min-1，則該反應(yīng)物A的濃度從1.0moldm-3變到0.5moldm-3所需時間是：(A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正確。2. 某反應(yīng)，A Y，如果反應(yīng)物A的濃度減少一半，它的半衰期也縮短一半，則該反應(yīng)的級數(shù)為：(A)零級；(B)一級；(C)二級；(D)以上答案均不正確。三、填空題在以下各小題的“ ”處填上答案。1.某化學(xué)反應(yīng)經(jīng)證明是一級反應(yīng)，它的速率系數(shù)在298K時是k=(2.303/3600)s-1，c0=1moldm-3。(A)該反應(yīng)初始速率u0為 (B)該反應(yīng)的半衰期t1/2= (C)設(shè)反應(yīng)進(jìn)行了1h，在這一時刻反應(yīng)速率u1為 。 2.只有一種反應(yīng)物的二級反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)的初始濃度的關(guān)系為 3.反應(yīng)A B+D中，反應(yīng)物A初始濃度cA,0=1moldm-3，初速度uA,0=0.01moldm-3s-1，假定該反應(yīng)為二級，則其速度常數(shù)kA為 ，半衰期t1/2為 。4.某反應(yīng)的速率系數(shù)k=4.6210-2min-1，則反應(yīng)的半衰期為 5.反應(yīng)活化能Ea=250kJmol-1，反應(yīng)溫度從300K升高到310K時，速率系數(shù)k增加 倍。一、是非題1.；2； 3. ； 4 ； 5. ；6. 二、選擇題1.(B)；2.(A)；三、填空題1. 6.4010-4moldm-3s-1，1083.3 s ， 6.4010-5moldm-3s-12. 3. kA=0.01 mol-1dm3s-1 t1/2=100 s4. t1/2=15min5. k(310K)/k(300K)=25.361. 二甲醚的氣相分解是一級反應(yīng)：CH3OCH3(g)CH4(g)+ H2(g) + CO(g)504時把二甲醚充入真空的定容反應(yīng)器內(nèi)，測得時間t時總壓力pt, 總數(shù)據(jù)如下： t / s0 390 777 1587 3155pt, 總/kPa41.3 54.4 65.1 83.2 103.9試計(jì)算該反應(yīng)在504的反應(yīng)速率系數(shù)及半衰期。2.A和B按化學(xué)計(jì)量比導(dǎo)入等容容器中，于400K發(fā)生如下反應(yīng): 2A(g) +B(g) Y(g) +Z(s)。已知速率方程為 =kAppB。設(shè)開始時總壓力為30Pa，反應(yīng)在7.5min后總壓力降至20Pa。問再繼續(xù)反應(yīng)多長時間可由20 Pa降至15 Pa？另外，A的消耗速率系數(shù)kA=？3. 氣相反應(yīng)A+2BY的速率方程為。在定容800K時實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：實(shí)驗(yàn)1133133005.3234.721332660021.28 3266266008.675求反應(yīng)分級數(shù)a和b及反應(yīng)速率系數(shù)。4. 等容氣相反應(yīng)AY的速率系數(shù)kA與溫度T具有如下關(guān)系式：( 1 ) 計(jì)算此反應(yīng)的活化能；( 2 ) 欲使A在10min內(nèi)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%，則反應(yīng)溫度應(yīng)控制在多少？5. 已知NaOCl分解反應(yīng)速率系數(shù)在25時k=0.0093s-1，在30時k=0.0144s-1。試求在40時，NaOCl要用多少時間能分解掉99%？1.題解： CH3OCH3（g）CH4（g）+ H2 （g）+ CO（g）t =0: pA, 0 0 0 0t= t pA pA, 0- pA pA, 0- pA pA, 0- pA則 pt, 總=3(pA, 0- pA)+ pA=3 pA,0+2 pA即 代入數(shù)據(jù)得下表： t / s390 777 1587 3155kA/10-4s-14.28 4.38 4.46 4.50=4.4110-4 s-1 2.題解： 則故 設(shè)px為產(chǎn)物的分壓力，則：t=0： 0： =？： 則 ， 則 ， ， 可解得： ， 所求為。3.題解： A + 2B Yt=0： pA,0 pA,0 0 t=t： pA pB,0 - 2(pA,0 - pA) pA,0 - pAp(總)=pB,0-pA,0+2pA dp(總）/dt=2dpA/dt 對比實(shí)驗(yàn)1, 2： B過量： 則 b=2。 實(shí)驗(yàn)1： 實(shí)驗(yàn)3 兩式相除，得 4=42a-1，則 a=1。反應(yīng)速率方程為：dpA/dt=kApApB2由實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)，=1.1310-10 Pa2h-1。 4.題解：(1)據(jù)Arrhenius方程的不定積分式： 與題中所給kA=f(T)的經(jīng)驗(yàn)式對比，得(2)求T: t=10min，轉(zhuǎn)化率xA=0.9,。5.題解：先求在40時的k =？，解得Ea=65643Jmol-1。，解得k(313K)=0.0022s-1。因?yàn)槭且患壏磻?yīng)，所以。一、是非題下列各題中的敘述是否正確？正確的選“”，錯誤的選“”。 1. 一級反應(yīng)肯定是單分子反應(yīng)。 2. 對于基元反應(yīng)，反應(yīng)速率系數(shù)總隨溫度的升高而增大。 3.（選自沈陽化工研究院1997年考研試題）質(zhì)量作用定律僅能用于基元反應(yīng)。二、 選擇題選擇正確答案的編號：1. 對元反應(yīng)A+2BC, ，若將其反應(yīng)速率方程寫為下列形式，;則kA、kB、kC間的關(guān)系應(yīng)為：:(A)kA = kB = kC; (B) kA =2 kB = kC; (C) kA =kB = kC；(D)以上答案均不正確。2.元反應(yīng)：H+Cl2HCl+Cl的反應(yīng)分子數(shù)是:(A)單分子反應(yīng)；(B)雙分子反應(yīng)；(C)四分子反應(yīng)；(D)以上答案均不正確。三、填空題在以下各小題的“ ”處填上答案。1.若反應(yīng)A+2BY是元反應(yīng)，則其反應(yīng)的速率方程可以寫成 。答案：一、是非題1. ；2. ； 3. ；二、選擇題1.(C)；2.(B)；三、 填空題1.一、是非題下列各題中的敘述是否正確？正確的選“”，錯誤的選“”。 1. 設(shè)對行反應(yīng)正方向是放熱的，并假定正、逆都是元反應(yīng)，則升高溫度更利于增大正反應(yīng)的速率系數(shù)。 2.若反應(yīng)AY，對A為零級，則A的半衰期。二、選擇題選擇正確答案的編號：1.某反應(yīng)速率系數(shù)與各元反應(yīng)速率系數(shù)的關(guān)系為，則該反應(yīng)的表觀活化能與各元反應(yīng)活化能的關(guān)系是：(A)Ea=E2+E1-E4；(B)Ea=E2+(E1-E4)；(C)Ea=E2+(E1-2E4)1/2；(D)以上答案均不正確。2.有兩個都是一級的平行反應(yīng)下列哪個關(guān)系式是錯誤的？ (A) k總=k1+k2；(B) E總=E1+E2；(C)；(D)；()以上答案均不正確。3.平行反應(yīng)若指前參量k0,1k0,2，且E1E2，當(dāng)升高反應(yīng)溫度時，對提高B的產(chǎn)率有利。請指出，下述解釋中何者正確： (A) 升高溫度，可使k1k2，(B) 升高溫度可使反應(yīng)加快，使反應(yīng)減慢；(C)升高溫度，可使k1/k2的比值增加；(D)以上答案均不正確。三、填空題在以下各小題的“ ”處填上答案。1.鏈反應(yīng)的一般步驟是(i) ；(ii) ；(iii) 。答案：一、是非題1. ； 2. ；二、選擇題1.(B)； 2.(B)； 3.(C)；三、填空題1.鏈的引發(fā) 鏈的傳遞 鏈的終止1.某1-1級平行反應(yīng)， 中，兩反應(yīng)指前參量之比為k0,1：k0,2 =100：1，若又知反應(yīng)(1)的活化能比反應(yīng)(2)的活化能大14.7 kJ mol-1 ，試求反應(yīng)溫度為464 K時Y在產(chǎn)物中的摩爾分?jǐn)?shù)可達(dá)多少。2.反應(yīng) CO2 + H2O H2CO3，已知k1(298 K) = 0.0375 s-1，k1(273 K) = 0.0021 s-1， 728 Jmol-1，設(shè)DUm在此溫度范圍內(nèi)為常量。試求正、逆反應(yīng)的活化能。3 . 某對行反應(yīng)A Y，已知k1=0.006 min-1，k-1=0.002 min-1，如果反應(yīng)開始時只有A，其濃度用cA,0表示。(1)當(dāng)A和Y的濃度相等時需要多少時間？(2)經(jīng)100 min后，A和Y的濃度各為若干？4. N2O5氣相分解反應(yīng) N2O5 2NO2 + O2 的反應(yīng)機(jī)理如下：(i) N2O5 NO2 NO3 ；(ii) NO2 NO3 N2O5； (iii) NO2 NO3 NO2 O2+NO ； (iV) NO NO3 NO2 。 設(shè) NO3 和NO 處于穩(wěn)定態(tài)，試建立總反應(yīng)的動力學(xué)方程式 。5 反應(yīng) 2NO + O2 2NO2 是三級反應(yīng), 且反應(yīng)速率隨溫度升高而下降。其反應(yīng)機(jī)理為：2NO N2O2 （快）；N2O2O2 2NO2 （慢）。又已知 2NO N2O2 的rUm 0。試導(dǎo)出總反應(yīng)的動力學(xué)方程式，并解釋其反應(yīng)級數(shù)及反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系。答案：1.題解：T= 464 K 時, =2.21 , =0.692.題解： =77.983 kJmol3.題解：(1) 由 當(dāng) cA=cY 時，即 xA=0.5，代入，得 t=137.3 min。 (2) 將 t=100 min 代入上式，解得xA=0.413，則cA=cA,0(1xA)=0.587 cA,0，cY=cA,0xA=0.587 cA,0。 4.題解：=k1 c(N2O4)k-1c(NO2)c(NO3)k2 c(NO2)c(NO3)k3 c(NO)c(NO3)=0=k2c(NO2)c(NO3)k3 c(NO)c(NO3)=0 ； 以上兩式相減，得 k1c(N2O5)=（k-1+2k2) c(NO2)c(NO3) 。 = k1c(N2O5)k-1c(NO2)c(NO3) = k1c(N2O5)k-1 =c(N2O5) = kc