物理化學(xué)—動(dòng)力學(xué)練習(xí)題及參考答案2

1、動(dòng)力學(xué)2A一、選擇題1. 水溶液反應(yīng) Hg2+2 + Tl3+ 2Hg2+ + Tl+ 的速率方程為r =3+2+kHg2Tl/Hg。以下關(guān)于反應(yīng)總級(jí)數(shù) n 的意見哪個(gè)對(duì)？ ( ) 2(A) n = 1 (B) n = 2(C) n = 3 (D) 無(wú) n 可言2. 根據(jù)常識(shí), 試確定238U的半衰期近似為：（a表示年） ( )(A) 0.3×10-6 s (B) 2.5 min(C) 5580 a (D) 4.5×109 a3. 某反應(yīng)物反應(yīng)掉 7/8 所需的時(shí)間恰好是它反應(yīng)掉 1/2 所需時(shí)間的 3 倍，則該反應(yīng)的級(jí)數(shù)是： ( )(A) 零級(jí) (B) 一級(jí)反應(yīng)(C) 二

2、級(jí)反應(yīng) (D) 三級(jí)反應(yīng)4. 1-1 級(jí)對(duì)峙反應(yīng)AB由純 A 開始反應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行到 A 和 B 濃度相等的時(shí)間為： (正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)分別為 k1 ，k2) ( )(A) t = lnk11k (B) t = ln1 k2k1-k2k22 (C) t = 12k11k1ln (D) t= lnk1+k2k1-k2k1+k2k1-k25. 一級(jí)反應(yīng)完成 99.9% 所需時(shí)間是完成 50% 所需時(shí)間的： ( )(A) 2 倍 (B) 5 倍(C) 10 倍 (D) 20 倍6. 一個(gè)反應(yīng)的活化能是33 kJ·mol-1, 當(dāng) T = 300 K 時(shí)，溫度每增加 1K，反應(yīng)速率常數(shù)增加的

3、百分?jǐn)?shù)約是： ( )(A) 4.5% (B) 90%(C) 11% (D) 50%7. 均相反應(yīng) A + BC + D ， A + BE + F 在反應(yīng)過(guò)程中具有DC/DE = k1/k2的關(guān)系， DC，DE 為反應(yīng)前后的濃差，k1，k2是反應(yīng) (1)，(2)的速率常數(shù)。下述哪個(gè)是其充要條件？ ( )(A) (1)，(2) 都符合質(zhì)量作用定律 (B) 反應(yīng)前 C，E 濃度為零(C) (1)，(2) 的反應(yīng)物同是 A，B (D) (1)，(2) 反應(yīng)總級(jí)數(shù)相等8. 氣相反應(yīng) A + 2B 2C，A 和 B 的初始?jí)毫Ψ謩e為 pA和 pB，反應(yīng)開始時(shí)并無(wú) C，若 p 為體系的總壓力，當(dāng)時(shí)間為 t

4、時(shí)，A 的分壓為： ( )(A) pA- pB (B) p - 2pA(C) p - pB (D) 2(p - pA) - pB9. 某二級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)物消耗 1/3 需時(shí)間 10 min，若再消耗 1/3 還需時(shí)間為：( )(A) 10 min (B) 20 min(C) 30 min (D) 40 min10. 某具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的速率常數(shù)的單位是 mol·dm-3·s-1，該化學(xué)反應(yīng)的級(jí)數(shù)為：( )(A) 2 級(jí) (B) 1 級(jí) (C) 0 級(jí) (D) 3 級(jí) 11. 反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單碰撞理論中引入了概率因子P，可表示為反應(yīng)截面與碰撞截面之比（ r AB），于是 ( )(

5、A) P>1 (B) P<1 (C) P=1 (D) 不一定二、填空題12. 某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到 50%，75%，87.5% 所需時(shí)間分別為 t1，2t1，3t1 ，則反應(yīng)對(duì)此物質(zhì)的級(jí)數(shù)為 _ 。13. 碰撞理論中，速率常數(shù)以m·s為量綱換算為以mol·dm·s為量綱時(shí)，應(yīng)乘以因子_。14. 2H2O2(aq) 2H2O(l)O2(g)被I-催化，已知Ea(cat)56.5 kJ·mol-1， Ea(uncat)=75.3 kJ·mol-1， 則k(I-)k(uncat)_。(T=298 K) 15. 雙分子反應(yīng)，當(dāng)Ea100

6、 kJ·mol-1，298 K時(shí)有效碰撞率為_，1000 K時(shí)為_。16. 一級(jí)反應(yīng)半衰期與反應(yīng)物起始濃度關(guān)系 。在一定溫度下，某化學(xué)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為 33.3%，在相同反應(yīng)條件下，當(dāng)有催化劑存在時(shí)，其反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率 _ 。A+BAB17. 反應(yīng)+ C-13-1-13-1D (決速步) 其表觀活化能與基元反應(yīng)活化能的關(guān)系為 _ ，因?yàn)?_ 。18. N2O5分解反應(yīng) 2N2O5 4NO2+O2 在T, p一定時(shí), 測(cè)得dO2/dt =(1.5×10-4 s-1)N2O5, 反應(yīng)單向進(jìn)行基本能完全, 則該反應(yīng)的半壽期t1/2 = _ s。 19. N2O5熱分解反應(yīng)速率常

7、數(shù)在288 K時(shí)，為9.67×10-6 s-1, Ea100.7 kJ·mol-1, 338 K時(shí)，速率常數(shù)為_。20. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)： 2A + B 2C + D 的速率方程為： r = k AB，反應(yīng)歷程為： A + BC + F (慢) A + FC + D (快)則 k1與 k 的關(guān)系為 _ 。 21. 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則“溫度每增加 10 K, 反應(yīng)速率增加 2 倍”。在T1298 K 和T2 308K 時(shí)， 符合這規(guī)則的活化能值 Ea_。三、計(jì)算題22. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得N2O5分解反應(yīng)在不同溫度下速率常數(shù)數(shù)據(jù)如下： T/K 298 308 318 328 338 105k/s-

8、1 1.72 6.65 24.95 75.0 240$求 k = A exp(-Ea/RT)中A與Ea的值，并求反應(yīng)在323K時(shí)S$m、Hm、Gm。已知：玻耳茲曼常數(shù)kB= 1.3806×10-23 J·K-1 ，普朗克常數(shù) h = 6.6262×10-34 J·s 。23. 反應(yīng) A(g)2B(g)1C(g)D(g) 在一密閉容器中進(jìn)行, 假設(shè)速率方程的2b00形式為rkppaApB, 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：(1)當(dāng)反應(yīng)物的起始分壓為 pA26.664 kPa , pB106.66 kPa 時(shí), 反應(yīng)中 lnpA隨時(shí)間變化無(wú)關(guān)。(2)當(dāng)反應(yīng)物的起始分壓分別為p0A

9、253.328 kPa, p0B106.66 kPa 時(shí), 反應(yīng)r /pA 為常數(shù), 并測(cè)得 500 K 和 510K 時(shí), 該常數(shù)分別為 1.974×10-3 和 3.948×10-3 (kPa·min)-1, 試確定： (甲) 速率方程中的 a, b 和 500 K 時(shí)的速率常數(shù) k (乙) 反應(yīng)的活化能24. 有一個(gè)涉及一種反應(yīng)物種 (A) 的二級(jí)反應(yīng)，此反應(yīng)速率常數(shù)可用下式表示k = 4.0×1010 T 1/2 exp -145 200/RT dm3·mol-1·s-1-3 (1) 在 600 K 時(shí)，當(dāng)反應(yīng)物 A 初始濃度

10、為 0.1 mol·dm時(shí)，此反應(yīng)之半壽期為多少 ?(2) 試問(wèn) 300 K 時(shí)，此反應(yīng)之阿氏活化能 Ea為多少？(3) 如果上述反應(yīng)是通過(guò)下列歷程進(jìn)行C CP -1其中 B 和 C 是活性中間物，P 為終產(chǎn)物。試得出反應(yīng)速率方程在什么條件下這個(gè)反應(yīng)能給出二級(jí)速率方程。25. 請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定反應(yīng)級(jí)數(shù) , , 和k值 。已知 rkABC。26. 測(cè)定某一溶液反應(yīng)(298 K)，得如下數(shù)據(jù)：t/min 0 18 57 130 240 337 398假設(shè)遵從Lamkert-Beer定律，證明該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。四、問(wèn)答題27. 試證明，相同反應(yīng)級(jí)數(shù)的平行反應(yīng)：kEE= kiiaiii

11、動(dòng)力學(xué)2A答案一、選擇題1. (A) 2. (D) 3. (B) 4. (C) t=1k1alnk1+k-1k1a-(k1+k-1)x5. (C) 6. (A) 7. (A) 8. (C) 9. (C) 10. (C) 11. (D)二、填空題12.一級(jí) 13. 103L（L為阿佛加德羅常數(shù)） 14. 1975 k(I-)/k(uncat) =expE(uncat)-E(I-)/RT15. 2.96×10-18 5.97×10-6 計(jì)算公式為 exp(Ec/RT) 因?yàn)?Ea>>RT，所以EcEa16. (1) 與初始濃度無(wú)關(guān) (2) 等于 33.3%17. k

12、(表) = k2k1/k-1 E(表) = E2+ E1- E-119. 4.87×10-3 s-120. k1 = k21. 52.9 kJ·mol-1三、計(jì)算題22. 答 lnk 1/T 作圖，或用代入法求平均值得到：Ea = 103.1 kJ·mol-1A = 2.03×1013 s-1當(dāng) T = 323 K 時(shí)，k = A exp(-Ea/RT) = 4.304×10-4 s-1 Hm= Ea - RT = 101 kJ·mol-1-1-1 A =(kBT/h)eexp(S/R) S$m = 3 J·K·m

13、ol$ G$= H- TSm= 100 kJ·mol-1 mm023. 答 (甲) 當(dāng) p0=26.664 kPa , pAB=106.66 kPa時(shí), B是過(guò)量的,故 dpA/dtkpApBkpAd lnpA/dt=-kpAa/pA , d lnpA/dt與pA無(wú)關(guān), 則 a = 12b20 r/pA = kpApB , pA=p0/pAA- p, pB=pB- 2p2 r/pA=k 2 b (53.328 kPa - p)b / (53.328 kPa - p)2 r/pA= 常數(shù), 則 b=1 aba2 500 K時(shí), r/pA = k pA pB / pA2= 2 k =1.

14、974×10-3 (kPa·min)-1k=9.87×10-4 (kPa·min)-1同理 k(510 K)=1.974×10-3 (kPa·min)-1 (乙) ln(k2/k1)=Ea/R·(1/T1-1/T2) Ea=147 kJ·mol-124. 答 (1) k = 0.224 dm3·mol-1·s-1(2) Ea = RT2× dlnk/dT = 147.7 kJ·mol-1(3) 應(yīng)用穩(wěn)態(tài)近似得 r= k3C = k1k2A2/(k-1+ k2A) 當(dāng)k-1 >> k2A 時(shí)， r= k1k2/k-1× A2 為二級(jí)反應(yīng)25. 答根據(jù)準(zhǔn)級(jí)數(shù)反應(yīng)求 r1/r2(A01/A02) B0, C0一定14.1/5.0(0.020/0