《第十一章化学动力学习题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十一章化学动力学习题（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章第十一章化学动力学习题化学动力学习题一、概念题一、概念题1、在一定温度下，反应、在一定温度下，反应A+B2D的反应速率既可表示为的反应速率既可表示为-dcA/dt=kAcAcB,也可表示为也可表示为dcD/dt=kDcAcB速率系数速率系数kA和和kD的关系为（）的关系为（）.、反应反应A(g)+3B(g)2C(g),反应开始时，反应物反应开始时，反应物按计量比混合而且无产物按计量比混合而且无产物C存在（即存在（即pC,0=0）,若将以若将以B的压力变化来表示的消耗速率的压力变化来表示的消耗速率-dpB/dt换成以总压换成以总压p表示表示-dp/dt时，则（时，则（-dp/dt）/（-
2、dpB/dt）=（）。）。t=0 pA,0 pB,0 0t=t pA pB 2/3(pB,0 -pB) 解解：（1） A（g） + 3B(g) 2C(g)因因pA=1/3pB(pC,0=0且且pA,0=1/3pB,0）,.3、一定一定T、V下，反应下，反应A(g)B(g)+D(g)当当pA,0=100kPa时，反应的半衰期时，反应的半衰期t1/2=25min;当当pA,0=200kPa时，反应的半衰期时，反应的半衰期t1/2=50min。此反应的级数此反应的级数n=(),反反应的速率系数应的速率系数k=（）。）。解：由题给数据可知，在一定解：由题给数据可知，在一定T、V下，反应的半衰期与下，反
3、应的半衰期与反应物的初始压力成正比，此反应必为零级反应，故反应物的初始压力成正比，此反应必为零级反应，故n=0,k=p A,0/2t 1/2=100kPa/2 25S=2.0kPa.S-14、在一定温度下，液相反应在一定温度下，液相反应A+BD的速率的速率系数系数kA=42.5min-1，则则CA从从2.0mol.dm-3变到变到0.50mol.dm-3所需的时间为所需的时间为t1，从从0.40mol.dm-3变到变到0.10mol.dm-3所需的时间为所需的时间为t2，则两者则两者t2/ t1=（）。）。解：由题给解：由题给k的单位可知，为一级反应，的单位可知，为一级反应，kt=ln(c0/
4、c)t2/t1=ln(0.4/0.1)/ln(2.0/0.5)=ln4/ln4=1.5、已已知知某某反反应应的的反反应应物物无无论论其其起起始始浓浓度度CA，0为为多多少少，反反应应掉掉CA，0的的2/3时时所所需需的的时时间间相相同同，所所以以该该反反应应为为（）级反应。级反应。一6、温温度度为为500K时时，某某理理想想气气体体恒恒容容反反应应的的速速率率系系数数kC=20mol-1.dm3.S-1.若若改改用用压压力力表表示示反反应应时时，则则反反应应的的速速率率系数系数kp=()。解：由解：由kc的单位，此反应为二级反应，的单位，此反应为二级反应，n=2kp=kc(RT)1-n=kc/
5、RT=4.81 10-6Pa-1.s-17、2BD和和2AC两两反反应应均均为为二二级级反反应应，而而且且k=Aexp(-Ea/RT)公公式式中中的的指指前前因因子子A相相同同。已已知知在在100oC下下，反反应应（1）的的k1=0.10dm-3.mol-1.S-1,而而两两反反应应的的活活化化能能之之差差Ea,1Ea,2=15000J.mol-1,那那么么反反应应（2）在在该该温温度度下下的的速速率系数率系数k2=（）（）（填入具体数值）填入具体数值）解：根据解：根据k1=Ae-E a,1/RT和和k2=Ae-E a,2/RT两式相比得两式相比得k1/k2=e-E a,1+-E a,2/RT
6、,得得k2=12.58dm3.mol-1.s-1.8、反应机理为、反应机理为 A Bk1k-1tcAcB则此反应的速率方程则此反应的速率方程-dcB/dt=()。k1cA-k-1 cB9、恒温、恒容理想气体反应的机理为、恒温、恒容理想气体反应的机理为A(g)D(g)B(g)k1k2反反应应开开始始时时只只有有A(g)，任任意意时时刻刻t时时，A、B、D的的物物质质的的量量浓浓度度分分别别为为cA、cB和和cD。则则反反应应物物A(g)消消耗耗的的速速率率可表示为可表示为-dcA/dt=().(k1+k2)cA.10、催催化化剂剂能能够够大大大大缩缩短短化化学学反反应应达达到到化化学学平平衡衡的
7、的时时间间，而不能改变化学反应的（而不能改变化学反应的（）。）。平衡状态平衡状态11、某对行反应某对行反应A+BC+D,当加入催化剂后其当加入催化剂后其正正、逆逆反反应应的的速速率率常常数数分分别别从从k1，k-1变变为为k1和和k-1，测测得得k1=3 k1那么那么k-1=（）k-1。k1k-13二、选择题二、选择题1、在、在T、V恒定的条件下，基元反应恒定的条件下，基元反应A(g)+B(g)D(g)则此反应为则此反应为()分子反应，分子反应，若若初初始始浓浓度度cA,0cB,0,即即在在反反应应过过程程中中物物质质A大大量量过过剩剩，其其反反应应掉掉的的物物质质的的量量浓浓度度与与cA,0
8、相相比比较较，完完全全可可以忽略不计。则此反应的级数以忽略不计。则此反应的级数n=().(A)2,2；（B）1,2;(C)2,1;(D)1,1C.2、在在指指定定条条件件下下，任任一一基基元元反反应应的的反反应应分分子子数数与与反反应应级级数之间的关系是（数之间的关系是（）。）。(A)反应级数等于反应分子数；反应级数等于反应分子数；（B）反应级数小于反应分子数；反应级数小于反应分子数；（C）反应级数大于反应分子数；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反应级数等于或小于反应分子数D3.基元反应的分子数是个微观的概念，其值（基元反应的分子数是个微观的概念，其值（）。）。(A)
9、可可为为0、1、2、3；(B)只只能能是是1、2、3这这三三个个正正整数；整数；(B)也也可可是是小小于于1的的数数值值；（D）可可正正，可可负负，可可为为零零B(A)零级零级；（；（B）一级；一级；（C）3/2级；级；(D)二级二级。4、反反应应AB，若若开开始始时时cB,0=0,A的的其其始始浓浓度度为为cA,0，当当反反应应物物完完全全转转化化为为B时时，需需时时为为t，而而反反应应掉掉A的的其其始始浓浓度度cA,0的的一一半半时时，所所需需的的时时间间为为t1/2，测测得得t/t1/2=2，则则此反应的级数为（此反应的级数为（）。）。A.5、在化学动力学中，质量作用定律（、在化学动力学
10、中，质量作用定律（）(A)适用任一恒温反应；（适用任一恒温反应；（B）只适用于理想气体恒温反应；只适用于理想气体恒温反应；(C)只适用于基元反应；只适用于基元反应；(D)只适用于恒温、恒容化学反应。只适用于恒温、恒容化学反应。C.(A) 2;(B)2/3;(C) 3/2;(D)36、反反应应2A3B,其其速速率率方方程程可可表表示示为为-dcA/dt=kAcA2cB-1或或dcB/dt=kBcA2cB-1,则则两两者者的的速速率率常常数数之之比比，即即kA/kB=（）。）。 B（A）零零级级反反应应；（B）一一级级反反应应；（C）二二级级反反应应；（D）0.5级反应级反应7、25oC时时，气气
11、相相反反应应2A(g)C(g)+D(g),反反应应前前A(g)的的物物质质的的量量浓浓度度为为cA,0，速速率率常常数数为为kA，此此反反应应进进行行完完全全（即即cA=0）所所需需的的时时间间是是有有限限的的，用用符符号号t 表表示示，而而且且t =c A,0/kA,则此反应必为（则此反应必为（）。）。A因为因为c A,0-c A=kAt,当当c A=0时，时，t=t =c A,0/kA(A)B的的生生成成速速率率小小于于B的的消消耗耗速速率率；(B)B的的生生成成速速率率等等于于B的的消消耗耗速速率率；(C)B的的生生成成速速率率大大于于B的的消消耗速率；耗速率；(D)因条件不足，无法肯定
12、因条件不足，无法肯定。8、连连串串反反应应ABC,实实验验测测得得B为为非非常常活活泼泼的的中中间间产产物物，当反应稳定后，则（当反应稳定后，则（）。）。B.(A)可可能能小小与与2；（B）必必然然为为1；(C)可可能大与能大与2；（；（D）必然为必然为2.9、基基元元反反应应2AB,为为双双分分子子反反应应，此此反反应应的的级级数（数（）D10、某某放放射射性性同同位位素素的的蜕蜕变变反反应应为为一一级级反反应应，已已知知其其半半衰衰期期t1/2=6d,则则经经过过18d后后，所所剩剩的的同同位位素素的的物物质质的的量量n，与原来同位素的物质的量与原来同位素的物质的量n0的关系为（的关系为（
13、）。）。(A)n=n0/3;(B)n=n0/4;(C)n=n0/16;(D)n=n0/8D解：一级反应解：一级反应kt 1/2=ln23kt =ln(c0/c)=ln(n0/n)=3ln2=ln23所以所以n0/n=23=8,n=n0/8.11、平行反应平行反应已知反应（已知反应（1）的活化能）的活化能Ea,1=80kJ.mol-1,反应（反应（2）的活化能）的活化能Ea,2=40kJ.mol-1，为有利于产物为有利于产物B(g)的生成。应当采取（的生成。应当采取（）的方法。）的方法。(A)恒恒温温反反应应；（B）升升高高反反应应温温度度；（C）降降低低反应温度；（反应温度；（D）将副产物将副
14、产物D(g)及时排除反应器及时排除反应器（2）（1）B(g),产物产物D(g),副产物副产物A(g)B.一、一、简答题简答题 1、零零级级反反应应有有哪哪些些特特征征？一一级级反反应应有有哪哪些些特特征征？零级反应的动力学特征零级反应的动力学特征:零级反应的零级反应的kA的单位：的单位：c t-1零级反应的半衰期零级反应的半衰期t12与反应物与反应物A的初始浓度的初始浓度cA,0成成正比，而与正比，而与kA成反比成反比以以cAt作图为一直线，直线的斜率为作图为一直线，直线的斜率为kA。一级反应的动力学特征一级反应的动力学特征一级反应的一级反应的kA的单位：的单位：t-1。一级反应的半衰期一级反
15、应的半衰期t12与与kA成反比，而与反应物成反比，而与反应物A的初始的初始浓度浓度cA,0无关。无关。以以lncAt作图为一直线，直线的斜率为作图为一直线，直线的斜率为kA。.2、反应速率方程、反应速率方程dcA/dt=kAcA2的二级反应有哪些特征？的二级反应有哪些特征？ 二级反应的二级反应的kA的单位：的单位：c-1 t-1。只有一种反应物的二级反应的半衰期只有一种反应物的二级反应的半衰期t12与反应物与反应物A的的初始浓度初始浓度cA,0和和kA成反比。成反比。以以1cAt作图为一直线，直线的斜率为作图为一直线，直线的斜率为kA。3、对行反应和平行反应各有什么特点？、对行反应和平行反应各
16、有什么特点？对行反应的特点对行反应的特点1.净速率等于正、逆反应速率之差值净速率等于正、逆反应速率之差值2.达到平衡时，反应净速率等于零达到平衡时，反应净速率等于零3.正、逆速率系数之比等于平衡常数正、逆速率系数之比等于平衡常数Kyy=k1/k-14.在在ct图上，达到平衡后，反应物和产物的浓度不再图上，达到平衡后，反应物和产物的浓度不再随时间而改变随时间而改变,趋近于平衡浓度趋近于平衡浓度.（3）平行反应的特点）平行反应的特点1.平行反应的总速率等于各平行反应速率之和平行反应的总速率等于各平行反应速率之和2.速率方程的微分式和积分式与同级的简单反应的速率速率方程的微分式和积分式与同级的简单反
17、应的速率方程相似，只是速率系数为各个反应速率系数的和。方程相似，只是速率系数为各个反应速率系数的和。3.当各产物的起始浓度为零时，在任一瞬间，各产物浓度之比等当各产物的起始浓度为零时，在任一瞬间，各产物浓度之比等于速率系数之比，于速率系数之比，若各平行反应的级数不同，则无此特点。若各平行反应的级数不同，则无此特点。4.用合适的催化剂可以改变某一反应的速率，从而提高用合适的催化剂可以改变某一反应的速率，从而提高主反应产物的产量。主反应产物的产量。5.用改变温度的办法，可以改变产物的相对含量。活化用改变温度的办法，可以改变产物的相对含量。活化能高的反应，速率系数随温度的变化率也大。能高的反应，速率
18、系数随温度的变化率也大。.4、对对于于复复杂杂反反应应，任任一一中中间间产产物物B在在何何种种条条件件下下才才能能对对其运用稳态近似法处理？其运用稳态近似法处理？解：中间产物解：中间产物B非常活泼，反应能力很强，非常活泼，反应能力很强，cB很小，且满足很小，且满足dcB/dt=0。5、发生爆炸反应的主要原因是什么？、发生爆炸反应的主要原因是什么？热爆炸和支链反应爆炸热爆炸和支链反应爆炸6、催化剂能够加快反应速率的主要原因是什么？、催化剂能够加快反应速率的主要原因是什么？催化剂与反应物生成不稳定的中间化合物，改变了反应催化剂与反应物生成不稳定的中间化合物，改变了反应的途径，降低了反应的活化能。的
19、途径，降低了反应的活化能。.1、50时，时，A物质在溶剂中进行分解反应，反应物质在溶剂中进行分解反应，反应为一级，初速率为一级，初速率 A0=1.00 10-5moldm-3s-1，1小时小时后后速率速率 A=3.26 10-6moldm-3s-1。试求试求(1)kA;(2)t;(3)cA0(2)t=ln2/kA=2226s(3)cA0= A0/kA=0.0321moldm-3解解:(1) A0=kAcA0， A=kAcA， A0/ A=cA0/cA.2、450时，实验测得气相反应时，实验测得气相反应3A+B2C在在不同反应物的不同初始压力下的不同反应物的不同初始压力下的初速率数据如下：初速率
20、数据如下：10.640.6655.3235.331.332.6621.331.331.331pB010-2/PapA010-4/Pa实验编号.(1)试求动力学方程式试求动力学方程式中的中的 、 和和kB。(2)计算实验计算实验3条件下，条件下，B反应掉一半所需的时间。反应掉一半所需的时间。(3)若已知活化能为若已知活化能为188kJmol-1，试计算实验试计算实验3在在500时的初速率。时的初速率。.解解:(1).解解:(2)(3).3.反应反应AB，340K时完成时完成20%需需3.2分钟，分钟，300K时完成时完成20%需需12分钟，求分钟，求Ea。任何反应其速率方程都可以写为：任何反应其
21、速率方程都可以写为：解：解：.4.理想气体反应理想气体反应2A(g)2B(g)+D(g)在恒容容在恒容容器中进行，器中进行，A的半衰期与其初始压力的关系如下的半衰期与其初始压力的关系如下：（1）试确定该反应的级数，并分别求）试确定该反应的级数，并分别求900K和和1000K时的速率系数时的速率系数kA,p,kD,p。.（2）若在）若在9001000K范围内反应的范围内反应的Ea不随不随T 变变化，试求化，试求Ea。（3）若在）若在1000K反应开始时容器中只有压力为反应开始时容器中只有压力为53.3kPa的的A存在，试求系统总压达到存在，试求系统总压达到64.0kPa所需要的时间。所需要的时间
22、。.（1）A的的t与与pA0成反比，故为二级反应。成反比，故为二级反应。.(3)2A(g)2B(g)+D(g)t=0pA000t=tpApA0- -pA(pA0- -pA).5：等容气相反应AY的速率系(常)数k与温度T具有如下关系式：( 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？.解解：(1)据Arrhenius公式：与经验式对比，得Ea=9622K R= 80.0kJmol-1 (2)求T，t=10min，转化率xA=0.9.6 反应A +2 BY 的速率方程为：（1）cA0 = 0.1moldm3，cB0 = 0.2moldm3
23、，300K下反应20s后cA= 0.01 moldm3，问再反应20s后cA=？（2） 反应物的初始浓度同上，定温400K下反应20s后cA=0.003918moldm3，求活化能。.解解： ( 1 ) 再继续反应20s, 解得 ( 2 ).7反应 A2 + B2 2AB的反应机理为： B 2 2B ； 2B B 2 ； A2 + 2B 2AB 试分别用平衡态处理法与稳定态处理法导出总反应的动力学方程式 。.解解：按平衡态处理法， 按稳定态处理法，=2 k1 cB22k1cB22k2 cA2cB2=0 ； .试确定动力学方程式 中的反应级数，及速率系(常)数k。8.500 K时测得反应aA(g
24、)+bB(g) yY(g)+zZ(g)的初始速率0与反应物A,B的初始浓度cA,0, cB,0之间的关系如下：cA,0103/moldm3 1.60 3.20 3.20cB,0103/moldm3 3.20 3.20 6.520106/moldm3min1 8.4 33.7 69.0. 解解：由第1,第2组数据， =2.2 由第2,第3组数据， 解得： =2 .005， =1.01 则 =2， =1 . 由第1组数据，得 k=1.03103 dm6mol2min1 由第2组数据，得 k=1.03103 dm6mol2min1 由第3组数据，得 k=1.04103 dm6mol2min1 故 =
25、1.03103 dm6mol2min1。.9.在定温定容下测得气相反应A+3B2Y的速率方程为： 。在720K时，当反应物初始压力pA,0=1333Pa，pB,0=3999Pa时测出得用总压力表示的初始反应速率为：（1） 试求上述条件下反应的初始反应速率kA及气体B反应掉一半所需的时间；. 解解：（1） A + 3B 2Yt=0 pA,0 pB,0 0t=t pA pB,0-3(pA,0 -pA) 2(pA,0 -pA) 则 .10: 已知在CO(CH2COOH)2(A)水溶液中的分解反应的速率系数在60和10时分别为5.48410-2s-1和1.08010-4s-1。(1)求该反应的阿仑尼乌
26、斯活化能Ea；(2)该反应在30时进行1000 s，问A的转化率xA为若干？解：(1)Ea97.73kJmol-1.11.气相反应A+2BY的速率方程为在定容800K下实验结果如下：。实验123133133266pA,0/kPa133002660026600pB,0/kPa5.3221.2834.7 8.675求反应分级数 和 及反应速率系(常)数。. 解解： A + 2B D t=0 pA,0 pB,0 0 t=t pA pB,0-2(pA,0-pA) pA,0-pA p(总)=pB,0-pA,0+2pA dp(总）/dt=2dpA/dt 对比实验1, 2 B过量则 =2 实验1 实验3 .两式相除，得 4=421，则 =1 反应速率方程为： dpA/dt=kpApB2 由实验1数据 =1.131010 Pa2h1。 .(2)k(303.15K)1.6710-3s-1对于一级反应，xA0.81281.2%.
