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1、2005 级化学学院 物理化学(I)2 半期考试试题 （231 B1.3810 J.Kk= 346.626 10 J.sh =） 一、（18 分）选择题 一、（18 分）选择题 1恒容反应122ABkk? ? ? ? ?，反应速率 r 可表示为 A 。 A. 2 12ABrkk= B. 2 122A2Brkk= C. 2 12Ark= = D. 2 1211AB22rkk= 2关于基元反应和反应级数，下列说法正确的是 D 。 A. 一级反应是单分子反应，双分子反应是二级反应。 B. 反应 A + B C + D 的速率方程为 r = k AB ，则反应是对 A、B 各为一级的双 分子反应。 C
2、. 一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大 。 D. 反应 Pb(C2H5)4 = Pb + 4C2H5 不是基元反应。 3某反应，当反应物反应掉5 9所需时间是它反应掉1 3所需时间的 2倍，此反应是 C 。 A3 2级反应 B. 二级反应 C. 一级反应 D. 零级反应 4. 某一基元反应rmH =100 kJ/mol，该反应的活化能 E a有 A 。 A. a100 kJ/molE B. a100 kJ/molE = = C. 100 kJ/molE 0的反应得以进行。 二二 （14分）填空题分）填空题 1反应 A + 2D =3G 在 298K及 2dm3容器中进行，若某时刻反应进度
3、随时间变化率为0.3 mols-1，则此时 G的生成速率为 0.45 moldm-3s-1。 2、某反应，其半衰期与起始浓度成反比，则反应完成 87.5的时间 t1与反应完成 50的时间 t2之间的关系是 t2=7t1 。 3. 在恒温下，加入催化剂能加快反应速率的原因是由于 改变反应途径，降低活化能 。而升高温度能增加反应速率的原因是由于 增加活化分子百分数，提高反应速率常数 。 4. 复杂反应表观速率常数 k 与各基元反应速率常数间的关系为 k = k2(k1/2k4)1/2，则表观活化能与各基元活化能 Ei间的关系为 Ea = E2 + (E1 - E4) 。 5一定温度下，某液相反应1
4、1-A+BC +Dknmzk+ ，当在体系中加入某电解质以增加离子强度时，k1 减少 , k-1 不变 。（填增加，减少或不变） 6. 生物死亡后，因为不再吸收放射性碳原子，相应的放射性也逐渐降低。现测定一木乃伊的C14 6放射性，发现为正常人的 56.2%，问此木乃伊有 4629.3 年了？已知C14 6的半衰期为 5568 年。 三（14 分）简答题：三（14 分）简答题： 1（6分）分）铜催化剂上乙烯加氢反应，吸附态乙烯和吸附态氢气之间的表面反应为决速步骤，若气体在铜催化剂上的吸附遵从 Langmuir 吸附等温式，且 H2及 C2H6均为弱吸附，C2H4为强吸附，试推导反应速率方程 2
5、24HC Hprkp=。 解：24226C H (ad)+H (ad)C H (ad) ()2424222422424222626C HH21C HC HHHC HC HHHC HC Hapaprkk apapap= +242422262624241C HC HHHC HC HC HC Hapapapap+ 222242424HHHC HC HC Happrkkapp= 2. （4分）分）800K时，反应物A可以发生如下的平行反应： k1, Ea,1 P(产物) A S（副产物） k2, Ea,2 两个都是一级反应，指前因子A数值相当，且：a,1a,2EE ，在同一坐标上绘制两个平行反应的ln
6、k 1/T示意图。 3. （4分）分）溶液中的快速对峙反应为11kkABC + ，试导出该反应的驰豫时间 111 2ekk x=+。 2 11()dxk axk xdt=, 达平衡时 2 11()0eek axk x= exxx =()2 11()eed xk axxkxxdt=+ ()111122eed xkxkxxkk xxdt = + 111 2ekk x=+四四 (16分分) 下述气相反应 A(g) + 2B(g)Y(g)，已知该反应的速率方程为： A A,(P)ABd dPkP Pt=, 在保持恒温、体积一定的抽真空容器内，注入反应物A(g)及B(g)，A,0B,01.33 kPa,
7、 2.66 kPaPP=, 当700K时，实验测得以总压力Pt 表示的初始速率： 4-101.200 10 Pa httdP dt= =（1）推导出 Ad dP t与td dP t的关系； 1/T lnk 2 1 lnA （2）计算在上述条件下，以A及B的消耗速率表示的速率常数A, (p)(700K)k及B, (p)(700K)k； （3）计算在上述条件下，气体A(g)反应掉80%所需时间t。 解：解：（1）由计量方程： A(g)2B(g)Y(g)+ + t=0 : pA,0 2pA,0 0 t=t : pA 2pA pA,0-pA 则时间t时的总压力为 tAAA,0AA,0A=+2+(-)=
8、+2ppppppp 上式对t微分，得 tAdd=2ddpp tt即 tAdd=2()ddpp tt (2) 4-1tAB 000ddd111()()()1.200 10 Pa hd2d2d2tttppp ttt= 64A 0A, (p),0,0A, (p)d1()(700K)(700K) 1.332.66 101.200 10d2tABpkppkt= = 3-1-1 A, (p)(700K)1.70 10 Pahk = = 64B 0B, (p)A,0B,0B, (p)d()(700K)(700K) 1.332.66 101.200 10dtpkppkt= = 3-1-1 B, (p)(700
9、K)3.40 10 Pahk = = (3) 因为pA,0:pB,0=1:2, 所以反应过程中始终保持pA:pB =1:2，即pB=2pA,于是有： 2A A,(p)AAA,(p)Ad22dpkppkpt= 分离变量积分，得 A,(p)AA,0111()2tkpp=A,(p)A,0AA,0111()2(1)kpxp=33311010()1.33(10.8)1.332 1.7 10=0.885 h= = 五（14 分）五（14 分）已知在恒容条件下，NO(g)和H2(g)发生如下反应： 2NO(g)2H2(g) kN2(g)2H2O 进行动力学实验：第一组保持H2(g)的初始压力不变，改变NO(
10、g)的初始压力，测定以总压表示的初始反应速率 -(dp/dt)0 ；第二组保持NO(g)的初始压力不变，改变H2(g)的初始压力，测定初始反应速率 -(dp/dt)0。实验数据如下： PH20=53.33 kPa PNO0=53.33 kPa 实 验 pNO0/kPa- (dp/dt)0/(kPa.min- 1) 实验pH20/kPa- (dp/dt)0/(kPa.min- 1) 1 47.86 20.00 1 38.53 21.33 2 40.00 13.73 2 27.33 14.67 3 20.27 3.33 3 19.60 10.53 (1) 求反应分别对NO(g)和H2(g)的级数。
11、 (2) 当NO(g)的初始压力为1200kPa，H2(g)的初始压力为12.00kPa时，测定反应的半衰期为20min，求反应的速率常数k，并写出反应的速率方程式。 【解】（1） H200 NO 0() ()pdprkppdt= =由一组数据： 0,10,2 100 NO 1NO213.73lnln(/)20.002.1140ln() /()ln47.8rrpp= 23.33ln20.002.0920.27ln47.8= 2= 由二组数据： 121.33ln14.671.0938.53ln27.33= 210.53ln14.671.0019.6ln27.33= 1= (2) 200 NOHp
12、p, HH222 NOddpprk ppk pt= =, 反应视为一级反应 8 -2-1 22 NO 1/2ln2ln22.41 10kPa .min120020kpt=H28 2 NOd2.41 10dprppt= = 六、（12分分）I2作催化剂条件下，乙醛气相热分解反应为：34CH CHOCH +COk ，假定反应机理为： （1）1 2I2Ik （2）2 33I+CH CHOHI+CH COk rm,2 H= 117.7 kJ.mol-1 （3）3 33CH COCH +COk （4）4 323CHICH I+Ik+ + （5）5 34CHHICH +Ik+ + （6）6 2I+IIk
13、(1) 试导出反应速率方程式。 (2) 已知bH m (H-I )= 298.3 kJ.mol-1，bmH(I-I) = 151.2 kJ.mol-1，估算反应的表观活化能 Ea。 【解】（1）4 5dCH drrt= 12456dI220 (1)drrrrrt=+= 25dHI0 (2)drrt= 3 23dCH CO0 (3)drrt= 3 345dCH 0 (4)drrrt= 由（1）（3）（4）得：16rr=，即 2 126I Ikk= 得：1/21/2 162I(/)I kk= 由（2）得25rr= 4 5223dCH ICH CHOdrrrkt=1/21/21/21 22323 6()I CH CHO= I CH CHOkkkk（2）1/21 2 6()kkkk=，a2161()2EEEE=+ -1 1bm=(I-I)151.2 kJ.molEH= =, 60E = 反应(2)逆反应为放热反应， -1 2bm0.055(H-I)16.41 kJ.molEH=， -1 2rm,22117.716.41134.1 kJ.molEHE= +=+= -1 a21611()134.1(151.20)209.7 kJ.mmol22EEEE=+=+= 七 （12 分）七 （12 分）有一单分子重排反应A P，实验测得在393K时的速率常数为1.806
