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1、第六章第六章 习习 题题 一、选择题一、选择题 1、某反应速率常数单位是moll-1s-1,该反应级数为( ) A、3级B、2级 C、1级D、0级 2、某反应物反应了3/4所需时间是反应了1/2所需时间的2倍,则该反应级数为( ) A、 0级B、1级 C、 2级D、3级 3、某反应在指定温度下,速率常数是k=4.6210-2min-1,反应物的初始浓度为 0.1moll-1,则该反应的半衰期为( ) A、15minB、30min C、150minD、不能求解 4、已知某反应的级数是一级,则可确定该反应一定是( ) A、简单反应B、单分子反应 C、复杂反应D、上述都不对 5、任何化学反应的半衰期
2、与初始浓度c0、速率常数k的关系是( ) A、与k、c0均有关B、与c0有关,与k无关 C、与k有关D、与c0无关,与k有关 6、某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应的半衰期与反应物 初始浓度的关系是( ) A、成正比B、成反比 C、平方成反比D、无关 7、某复杂反应表观速率常数k与各基元反应速率常数间关系为 k=k2(k1/2k4)1/2 则表观活化能Ea与各基元反应活化能Ei之间关系是( ) A、Ea=E2+1/2(E1-2E4)B、Ea =E2+1/2(E1-E4) C、Ea =E2+ (E1-2E4) 1/2D、Ea =E21/2(E1/ 2E4) 8、半衰期为10天的某
3、放射性元素净重8克,40天后其净重为( ) A、4克B、2克 C、1克D、0.5克 9、氢和氧的反应发展为爆炸是因为( ) A、大量的引发剂引发B、直链传递的速率增加 C、自由基被消除D、生成双自由基,形成支链 10、一个反应的活化能为83.68kJmol-1,在室温27时,温度每增加1K,反应 速率常数增加的百分数( ) A、4%B、90% C、11%D、50% 11、在T、V恒定的条件下,基元反应A(g)+B(g)D(g),若初始浓度cA,0 cB,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、1B、2 C、3D
4、、0 12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 13 在化学动力学中,质量作用定律( ) A、适用于任一恒温反应B、只适用于理想气体恒温反应 C、只适用基元反应D、只适用于恒温恒容化学反应 14 基元反应的分子数是个微观的概念,其值( ) A、可为0、l、2、3B、只能是1、2、3这三个正整数 C、也可是小于1的数值D、可正,可负,可为零 15 化学反应的反应级数是个宏观的概念,实验的结果,其值( ) A、只能是正整数B、一定是大于1的正整数 C、可以
5、是任意值D、一定是小于1的负数 16 25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= cA,0/ kA,则此反应必为( ) A、零级反应B、一级反应 C、二级反应D、0.5级反应 17 在25的水溶液中,分别发生下列反应、 (1) AC+D,为一级反应,半衰期为t1/2,A (2) 2BL+M,为二级反应,半衰期为t1/2,B 已知A和B的初始浓度之比cA,0/ cB,0=2,反应系统中无其它反应发生。当反应(1) 进行的时间t1=2t1/2,A,反应(2)进行的时间t2=2t
6、1/2,B时,则A、B物质的量浓度cA和 cB之间的关系为( ) A、cA=cBB、cA=2cB C、4cA=3cBD、cA=1.5cB 18 在一定的T、V条件下,反应机理为的反应,其 1 2 A gB gD g rUm=60.0 kJmol-1,则上述正向反应的活化能E1为( ) A、一定是大于60.0 kJmol-1B、一定是等于60.0 kJmol-1 C、一定是大于-60.0 kJmol-1D、既可以大于也可以小于60.0 kJmol- 1 19 在任意条件下,任一基元反应的活化能Ea为( ),任一非基元反应的 活化能Ea为( ) A、一定大于零B、一定小于零 C、一定等于零D、条件
7、不全,无法确定 20 基元反应2AB,为双分子反应,此反应的级数( ) A、可能小于2B、必然为1 C、可能大于2D、必然为2 答案: 1、D 2、B 3、A 4、D 5、C 6、A 7、B 8、D 9、D 10、C 11、A 12、D 13、C 14、B 15、C 16、A 17、D 18、A 19、A,D 20、D。 二、思考题二、思考题 1对于基元反应,反应分子数是否始终等于反应级数? 答:一般情况下基元反应的反应分子数等于反应级数,但也有例外,如 一双分子反应,当其中某一组分大大过量时,就变成准一级反应,这时反应分 子数并不等于反应级数 2试说明下列反应是否为基元反应,为什么? (1)
8、2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2 O(g) (2)H2+C122HCl,其速率方程为 12 22 HCl vkc c 答:(1)必定不是基元反应,因为反应分子数不可能大于3。 (2)不是基元反应,因为基元反应分子数不可能为分数。 3. 反应 A2+B22AB,在某条件下速率方程为,若改变条件,速 22 AB vkc c 率方程为,有可能吗? 11 22 22 AB vk c c 答:有可能,因为反应动力学方程式是在大量实验的基础上,由实验数据 归纳出来的所以反应条件改变时,实验数据也将改变,得出来的动力学方程 也会改变,所以说有可能。 4反应 2AB,若 A 的初始浓度为 l mo
9、ll-1,经反应后,A 消耗掉 3/4 的 时间为半衰期的 3 倍,求此反应的级数。 答:2级。因为A消耗掉34的时间,实际上是先反应掉A的12,所用 时间为,剩下的12再反应掉一半,即原来A的14,这时所用时间为3 12 t 一=2,即起始浓度降低一半,半衰期增加l倍,半衰期与起始浓度成 12 t 12 t 12 t 反比故反应为二级反应。 5反应 AB,若 A 完全反应掉所需时间是半衰期的 2 倍,写出其反应的 速率方程。 答:A完全反应掉可分两步,先反应12所用时间为,再反应掉12 12 t 所用时间仍为,说明前12和后12的反应速率相等,与浓度无关,故反 12 t 应为零级反应,其速度
10、方程为v=k或cA-cA,0=-kt 6某反应的动力学方程可以作成一直线,直线斜率的单位为 s-1,则该反应 必定是一级反应,这种说法对吗?为什么? 答:并不一定就是一级反应。一级反应的线性关系是lnc/ct ,速率常数单 位是s-1,符合这种情况,但符合这种情况的并不只是一级反应一种,如反应为 二级反应,且初浓度之比不等于计量系数之比的有两种反应物参加的反应,其 线性关系为lncA/cBt,直线斜率为(cA,0-cB,0)k,其单位也为s-1。 7. (1)各种复合反应的速率是否都决定于最慢的反应步骤? (2)连串反应的各步反应速率是否能比控制步骤的反应速率快得多? 答:(1)不对。如平行反
11、应总的反应速率等于各步的反应速率之和,只有连 串反应的速率才取决于最慢的反应步骤 (2)不对。连串反应,第一步是控制步骤。虽然第二 slowfast ABC 步BC的反应速率常数很大,有快的可能,但实际上快不起来,因为没有足 够的B供其反应。在稳态时第二步的速率等于第一步的速率,所以有时我们说 控制步骤是最慢的一步,在连串反应中某步快,某步慢,并不指实际的速率快 与慢,而是指反应能力的快与慢。 8. 4胺基偶氮苯用发烟硫酸催化,为连串反应: 2424 12 4 HSOHSO kk 胺基偶氮苯一磺化物二磺化物 已知第二步的活化能大于第一步,即 Ea2Ea1,若一磺化物为目的产物,应 如何控制温度
12、? 答:因一般说来,活化能大的反应对温度更敏感,现在Ea2Ea1,所以为抑 制第二步反应,应该采用低温反应。例如磺化温度为0时,36小时内产物基 本上是一磺化物,当温度升高到1012,反应24h,则一磺化物与二磺化物 各占一半,而当温度升到1920,反应12小时,基本上全得到二磺化物。 9. 某对峙反应,当采用某一催化剂后,正反应的活化能降低了 20,频 率因子增加了 2 倍,试问该催化剂对逆反应的活化能也同样降低了 20,频率 因子增加了 2 倍吗? 答:因为催化剂不改变反应热,即在恒容时,H不变,对于可逆反应, 因为 H= Ea正- Ea逆,所以采用催化剂时,Ea正下降了20%而Ea逆不一
13、定下 降20%,实际上Ea逆下降的数值应该和Ea正下降的数值相同,只有当Ea正= Ea 逆时,其下降的百分数才相等,否则就不相同 又因为催化剂不改变平衡状态,即k不发生变化,而k=k正/k逆,将阿伦尼 乌斯式代入: 1 111 2 22 2 Ea RTH RT Ea RT kAeA kA A e ke H不变,k不变,所以A正/A逆不变,所以逆反应的频率因子也同样增加 了2倍。 10. 链反应的一般分为哪几个步骤? 答案:链的开始,链的传递,链的终止。 三、计算题 1. 下列反应依次为反应(1),(2)中,已知反应(1)为基元反应 (1) 1 22 2 T k ABAB (2) 2 22 11
14、 22 T k ABAB 试确定反应(2)的速率方程、速率常数、反应级数。 答案:速率方程,速率常数为k1,此反应对A2、 B2各为一级反 22 1AB vk c c 应,总反应级数为2。 2. 氯代甲酸二氯甲酯(ClCOOCCl3)的热分解反应为 C1COOCCl3 (g) 2COCl2(g) 巳知反应速率常数 k 与起始浓度无关。将某一定量的 C1COOCCl3迅速引入 一个 280的容器中,经 45 秒测得压力为 2.476kPa,经过极长时间后压力为 4.008kPa,求反应速率常数。 答案:速率常数为5.91610-4s-1 3反应 A(g)十 2B(g)C(g)的速率方程为,将摩尔
15、比为 l2 的 AB vkp p A、B 混合气体通入恒温密闭抽空容器中进行反应,起始系统总压为 60.8kPa,反 应进行 150 s 容器内压为 20.4kPa 试计算, (1)速率常数 k (2)反应进行到 150s 时,A 的转化率 (3)该反应的半衰期。 答案:(1)速率常数为4.9610-4kPa-1s-1;(2)转化率为75%;(3)半衰期为 49.7s 4氰酸铵在水溶液中转化为尿素的反应为 NH4OCNCO(NH2)2,某温度下 测得下列数据: NH4OCN 的起始浓度 cA,0/moll-10.050.100.20 小时 12 t 37.0319.159.45 试确定此反应级数。 答案:反应级数为2 5 CO(CH2COOH)2在水溶液中的分解反应的速率常数在 60和 10时分 别为 5.48410-2s-1和 1.08010-4s-1 (1) 求该反应的活化能; (2) 该反应在 30时进行 1000 秒,问转化率若干? 答案:(1) Ea97730Jmol 1;(2)转化率为81.2。 6某气相热分解反应为一级反应,其方程式为 A(g) B(g) 十 C(g) 此反应在密闭抽空体积一定的容器内进行,651K 时,反应物转化 25%需时 151.5 分,反应的活化能为 219.2kJmol-1,若起始时系统压力为 33.33kPa,欲使 2 分钟内