化学反应动力学习题

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1、1化学动力学基础(习题课)1. 某金属 的同位素进行 放射，经 14d（1d=1 天后，同位素的活性降低6.85%。求此同位素的蜕变常数和半衰期；要分解 90.0%，需经多长时间？解：设反应开始时物质的质量为 100%，14d 后剩余未分解者为 100%-6.85%，则代入半衰期公式得一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“”，错误的选“”。 1.反应速率系数 kA与反应物 A 的浓度有关。 2.反应级数不可能为负值。 3.对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。 4.对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈敏感。

2、 5. Arrhenius 活化能的定义是 。 6.若反应 AY，对 A 为零级，则 A 的半衰期 。二、 选择题2选择正确答案的编号：A 1. 某反应，A Y，其速率系数 kA=6.93min-1，则该反应物 A 的浓度从1.0moldm-3变到 0.5moldm-3所需时间是：(A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正确。A 2. 某反应，A Y，如果反应物 A 的浓度减少一半，它的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为：(A)零级；(B)一级；(C)二级；(D)以上答案均不正确。三、填空题在以下各小题的“ ”处填上答案。1.某化学反应经证明是一级反应，它的速

3、率系数在 298K 时是 k=(2.303/3600)s-1， c0=1moldm-3。(A)该反应初始速率 u0为 (B)该反应的半衰期 t1/2= (C)设反应进行了 1h，在这一时刻反应速率 u1为 。 2.只有一种反应物的二级反应的半衰期与反应的初始浓度的关系为 3.反应 A B+D 中，反应物 A 初始浓度 cA,0=1moldm-3，初速度 uA,0=0.01moldm-3s-1，假定该反应为二级，则其速度常数 kA为 ，半衰期 t1/2为 。4.某反应的速率系数 k=4.6210-2min-1，则反应的半衰期为 5.反应活化能 Ea=250kJmol-1，反应温度从 300K 升

4、高到 310K 时，速率系数 k 增加 倍。一、是非题1.；2； 3. ； 4 ； 5. ；6. 二、选择题31.(B)； 2.(A)；三、填空题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. 二甲醚的气相分解是一级反应：CH 3OCH3(g) CH4(g)+ H2(g) + CO(g)504时把二甲醚充入真空的定容反应器内，测得时间 t 时总压力 pt, 总 数据如下： t / s 0 3

5、90 777 1587 3155pt, 总 /kPa 41.3 54.4 65.1 83.2 103.9试计算该反应在 504的反应速率系数及半衰期。2.A 和 B 按化学计量比导入等容容器中，于 400K 发生如下反应: 2A(g) +B(g) Y(g) +Z(s)。已知速率方程为 =kAp pB。设开始时总压力为 30Pa，反应在 7.5min 后总压力降至 20Pa。问再继续反应多长时间可由 20 Pa 降至 15 Pa？另外，A 的消耗速率系数 kA=？3. 气相反应 A+2B Y 的速率方程为 。在定容 800K 时实验结果如下：实验1 133 13300 5.32 34.72 13

6、3 26600 21.28 3 266 26600 8.675求反应分级数 a 和 b 及反应速率系数。4. 等容气相反应 A Y 的速率系数 kA与温度 T 具有如下关系式：4( 1 ) 计算此反应的活化能；( 2 ) 欲使 A 在 10min 内转化率达到 90%，则反应温度应控制在多少？5. 已知 NaOCl 分解反应速率系数在 25时 k=0.0093s-1，在 30时 k=0.0144s-1。试求在 40时，NaOCl要用多少时间能分解掉 99%？1.题解： CH 3OCH3（g）CH 4（g）+ H 2 （g）+ CO（g）t =0: pA, 0 0 0 0t= t pA pA,

7、0- pA pA, 0- pA pA, 0- pA则 pt, 总 =3(pA, 0- pA)+ pA=3 pA,0+2 pA即 代入数据得下表： t / s 390 777 1587 3155kA/10-4s-1 4.28 4.38 4.46 4.50=4.4110-4 s-1 2.题解： 则故 设 px为产物的分压力，则：5t=0： 0： =？： 则 ， ， ， 则 ， ， ， 可解得： ， 所求为 。3.题解： A + 2B Yt=0： pA,0 pA,0 0 t=t： pA pB,0 - 2(pA,0 - pA) pA,0 - pAp(总)= pB,0-pA,0+2pA dp(总）/d

8、t=2dpA/dt 对比实验 1, 2： B 过量： 则 b=2。 6实验 1： 实验 3 两式相除，得 4=42 a-1，则 a=1。反应速率方程为：d pA/dt=kApApB2由实验 1 数据，=1.1310-10 Pa2h-1。 4.题解：(1)据 Arrhenius 方程的不定积分式： 与题中所给 kA=f(T)的经验式对比，得(2)求 T: t=10min，转化率 xA=0.9,。5.题解：先求在 40时的 k =？，7解得 Ea=65643Jmol-1。，解得 k(313K)=0.0022s-1。因为是一级反应，所以 。一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“”，错误的选“

9、”。 1. 一级反应肯定是单分子反应。 2. 对于基元反应，反应速率系数总随温度的升高而增大。 3.（选自沈阳化工研究院 1997 年考研试题）质量作用定律仅能用于基元反应。二、 选择题选择正确答案的编号：A 1.对元反应 A+2BC, ，若将其反应速率方程写为下列形式，; ; ;则 kA、 kB、 kC间的关系应为：:(A)kA = kB = kC; (B) kA =2 kB = kC; (C) kA = kB = kC； (D)以上答案均不正确。A 2.元反应：H+Cl2HCl+Cl 的反应分子数是:(A)单分子反应；(B)双分子反应；(C)四分子反应；(D)以上答案均不正确。三、填空题在

10、以下各小题的“ ”处填上答案。1.若反应 A+2BY 是元反应，则其反应的速率方程可以写成 。答案：一、是非题 1. ；2. ； 3. ；8二、 选择题 1.(C)；2.(B)；三、 填空题 1.一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“”，错误的选“”。 1. 设对行反应正方向是放热的，并假定正、逆都是元反应，则升高温度更利于增大正反应的速率系数。 2.若反应 A Y，对 A 为零级，则 A 的半衰期 。二、选择题选择正确答案的编号：A 1.某反应速率系数与各元反应速率系数的关系为 ，则该反应的表观活化能与各元反应活化能的关系是：(A)Ea=E2+ E1-E4；(B) Ea=E2+ (E

11、1-E4)；(C) Ea=E2+(E1-2E4)1/2； (D)以上答案均不正确。A 2.有两个都是一级的平行反应下列哪个关系式是错误的？ (A) k 总 =k1+k2；(B) E 总 =E1+E2；(C) ；(D) ；()以上答案均不正确。A 3.平行反应9若指前参量 k0,1k0,2，且 E1E2，当升高反应温度时，对提高 B 的产率有利。请指出，下述解释中何者正确： (A) 升高温度，可使 k1k2，(B) 升高温度可使反应加快，使反应减慢；(C)升高温度，可使 k1/k2的比值增加；(D)以上答案均不正确。三、填空题在以下各小题的“ ”处填上答案。1.链反应的一般步骤是(i) ；(ii

12、) ；(iii) 。答案：一、是非题 1. ； 2. ；二、选择题 1.(B)； 2.(B)； 3.(C)；三、填空题 1.链的引发 链的传递 链的终止1.某 1-1 级平行反应， 中，两反应指前参量之比为 k0,1： k0,2 =100：1，若又知反应(1)的活化能比反应(2)的活化能大 14.7 kJ mol-1 ，试求反应温度为 464 K 时 Y 在产物中的摩尔分数可达多少。2.反应 CO 2 + H2O H2CO3，已知 k1(298 K) = 0.0375 s-1， k1(273 K) = 0.0021 s-1，728 Jmol-1，设 Um在此温度范围内为常量。试求正、逆反应的活

13、化能。3 . 某对行反应 A Y，已知 k1=0.006 min-1， k-1=0.002 min-1，如果反应开始时只有A，其浓度用 cA,0表示。(1)当 A 和 Y 的浓度相等时需要多少时间？(2)经 100 min 后，A 和 Y 的浓度各为若干？4. N2O5气相分解反应 N 2O5 2NO2 + O2 的反应机理如下：10(i) N2O5 NO2 NO 3 ；(ii) NO2 NO 3 N2O5； (iii) NO2 NO 3 NO2 O 2+NO ； (iV) NO NO 3 NO2 。 设 NO 3 和 NO 处于稳定态，试建立总反应的动力学方程式 。5 反应 2NO + O

14、2 2NO2 是三级反应, 且反应速率随温度升高而下降。其反应机理为：2NO N2O2 （快）；N2O2O 2 2NO2 （慢）。又已知 2NO N2O2 的 rUm 0。试导出总反应的动力学方程式，并解释其反应级数及反应速率与温度的关系。答案：1.题解：T= 464 K 时, =2.21 , =0.692.题解： =77.983 kJmol3.题解：(1) 由 当 cA=cY 时，即 xA=0.5，代入，得 t=137.3 min。 (2) 将 t=100 min 代入上式，解得 xA=0.413，则cA=cA,0(1x A)=0.587 cA,0，c Y=cA,0xA=0.587 cA,0

15、。 114.题解： =k1 c(N2O4)k -1c(NO2)c(NO3)k 2 c(NO2)c(NO3)k 3 c(NO)c(NO3)=0=k2c(NO2)c(NO3)k 3 c(NO)c(NO3)=0 ； 以上两式相减，得 k1c(N2O5)=（k -1+2k2) c(NO2)c(NO3) 。 = k1c(N2O5)k -1c(NO2)c(NO3) = k1c(N2O5)k -1 = c(N2O5) = kc(N2O5) 。 5.题解： N2O2 处于平衡态，则 = =Kc c(N2O2)=Kcc(NO)2 =2k2c(N2O2)c(O2)= 2k2Kc c(NO)2c(O2) 由动力学方程式知，该反应对 NO 为二级反应， 对 O2 为一级反应，总的为三级反应。因 2NO N2O2 的 rUm0，故 Kc 随温度升高而 减小，虽然 k2 随温度升高而增大，由于 Kc 随T 的升高而降低的程度大于 k2 随 T 升高而升高的程度，则 k2Kc 仍随温度升高而减小。