物理化学【第九章】动力学一练习习题.doc

物理化学（二）练习1（化学动力学）2014级一、 选择题 ( 共15题 )1-1. 反应 AB (I)；AD (II)，已知反应 I 的活化能 E1大于反应 II 的活化能 E2，以下措施中哪一种不能改变获得 B 和 D 的比例？ (A) 提高反应温度 (B) 延长反应时间 (C) 加入适当催化剂 (D) 降低反应温度 1-2. 如果某反应的 rHm= 100Jmol-1，那么活化能 Ea 将： (A) Ea 100Jmol-1 (B) Ea 100Jmol-1 (C) Ea 100Jmol-1 (D) 都可以 1-3. 2A产物 上述反应对 A 为二级，下列何者对时间作图可得一直线，且直线斜率等于速率常数 k？ (A) 2A (B) A2 (C) 1/A (D) 1/A2 1-4. 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： (A) 成正比 (B) 成反比 (C) 平方成反比 (D) 无关 1-5. 下表列出反应 A + B C 的初始浓度和初速： 初 始 浓 度 /moldm-3 初 速 /moldm-3s-1 cA,0 cB,0 1.0 1.0 0.15 2.0 1.0 0.30 3.0 1.0 0.45 1.0 2.0 0.15 1.0 3.0 0.15此反应的速率方程为： (A) r = k cB (B) r = k cAcB (C) r = k cA(cB)2 (D) r = k cA 1-6. 400 K 时，某气相反应的速率常数kp= 10-3(kPa)-1s-1，如速率常数用 kC表 示，则 kC应为： (A) 3.326 (moldm-3)-1s-1 (B) 3.010-4 (moldm-3)-1s-1 (C) 3326 (moldm-3)-1s-1 (D) 3.010-7 (moldm-3)-1s-1 1-7. 均相反应 A + BC + D ， A + BE + F 在反应过程中具有 DC/DE = k1/k2的关系， DC，DE 为反应前后的浓差，k1，k2是反应 (1)，(2)的速率常数。下述哪个是其充要条件？ (A) (1)，(2) 都符合质量作用定律 (B) 反应前 C，E 浓度为零 (C) (1)，(2) 的反应物同是 A，B (D) (1)，(2) 反应总级数相等 1-8. 某反应物起始浓度相等的二级反应，k = 0.1 dm3mol-1s-1，c0= 0.1 moldm-3，当反应率降低 9 倍所需时间为： (A) 200 s (B) 100 s (C) 30 s (D) 3.3 s 1-9. 若反应 A + B C +D 正逆向均为二级反应， 则平衡常数 K 与正逆向速率常数k+ , k- 间的关系为： (A) K k+/ k- (B) K k+/ k- (C) K = k+/ k- (D) K 与 k+/ k- 关系不定 1-10. 如果臭氧 (O3) 分解反应 2O3 3O2的反应机理是： O3 O + O2 (1) O + O3 2O2 (2) 请你指出这个反应对 O3而言可能是： (A) 0 级反应 (B) 1 级反应 (C) 2 级反应 (D) 1.5 级反应 1-11. 气相反应 A + 2B 2C，A 和 B 的初始压力分别为 pA和 pB，反应开始时 并无 C，若 p 为体系的总压力，当时间为 t 时，A 的分压为： (A) pA- pB (B) p - 2pA (C) p - pB (D) 2(p - pA) - pB 1-12. 连串反应 ABC 其中 k1= 0.1 min-1， k2= 0.2 min-1，假定反应开始时只有 A，且浓度为 1 moldm-3 ，则 B 浓度达最大的时间为： (A) 0.3 min (B) 5.0 min (C) 6.93 min (D) 1-13. 一个反应的活化能是33 kJmol-1, 当 T = 300 K 时，温度每增加 1K，反应速率常 数增加的百分数约是： (A) 4.5 (B) 90% (C) 11% (D) 50% 1-14. 如果某反应的 rHm= 100Jmol-1，那么活化能 Ea 将： (A) Ea 100Jmol-1 (B) Ea 100Jmol-1 (C) Ea 100Jmol-1 (D) 都可以 1-15. 平行反应 AB (1)； AD (2)，其反应 （1） 和（2） 的指前因子相同而活化能不同，E1为 120 kJmol-1，E2为 80 kJmol-1，则当在 1000 K 进行时，两个反应速率常数的比是： (A) k1/k2= 8.13810-3 (B) k1/k2= 1.228102 (C) k1/k2= 1.5510-5 (D) k1/k2= 6.47104 二、计算题 2. 有双分子反应 CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g), 已知在 540-727 K 之间，发生定 容反应, 其速率常数 k 的表示为： kC/(mol-1dm3s-1)1.21010exp(-132 kJmol-1/RT) 若在600 K时, CO(g)和NO2(g)的初始压力分别为667和933 Pa 试计算： (甲) 该反应在 600 K 时的 kp值 (乙) 反应进行 10 h 以后, NO的分压为若干? 3. 在 671 768 K 之间，C2H5Cl 气相分解反应 (C2H5Cl C2H4+ HCl) 为一级反应，速率常数 k(s-1) 和温度 (T) 的关系式为： lg(k/s-1) = -13290/(T/K) + 14.6 (1) 求 Ea和 A (2) 在 700 K 时，将 C2H5Cl 通入一反应器中 (C2H5Cl 的起始压力为 26664.5 Pa) ，反应开始后，反应器中压力增大，问需多少时间，反应器中 压力变为 46 662.8 Pa？ 4. 298 K时，N2O5的不可逆分解反应在一般压力下为一级反应，其速率常数为0.0010 min-1，同温度下N2O4的可逆解离反应很快达到平衡，平衡常数为Kp=4500 Pa。若将N2O5在压力为20 000 Pa，298 K下密闭于真空容器中，试求200 min后，N2O5, O2, N2O4, NO2各自分压是多少？5. 在 298.2 K 时, 下列反应可进行到底 N2O5NO3 NO2 。在N2O5的初始压力 为 133.32 Pa, NO 为13 332 Pa时, 用 lg p (N2O5) 对时间 t 作图，得一直线, 相应的 半衰期为 2.0 h, 当N2O5和 NO 的初压各为6666 Pa时, 得到如下实验数据： p(总)/Pa 13332 15332 16665 19998 t/h 0 1 2 (甲) 若反应的速率常数方程可表示为 rkpx (N2O5) py (NO), 从上面给出的数据求 x , y , k的值 。 (乙)如果N2O5和 NO 的初始压力分别为 13332 和 133.32 Pa, 求半衰期 t 的值。 6. 某天然矿含放射性元素铀(U),其蜕变反应为： URaPb 设已达稳态放射蜕变平衡, 测得镭与铀的浓度比保持为 Ra/U3.4710-7, 稳定产 物铅与铀的浓度比为Pb/U0.1792, 已知镭的半衰期为 1580 a (即年)。 (甲)求铀的半衰期 (乙) 估计此矿的地质年龄(计算时可作适当近似) 。 7. 化合物A反应，可以得到两个不同的产物B和D, A B A D (A) 一级反应速率常数分别是0.15 min-1和0.06 min-1 ，试求A的半衰期是 多少? (B) 如果A的初始浓度是0.1moldm-3, 试求在何时B的浓度等于0.05 moldm-3? B的最大浓度是多少? 三、问答题 8. 醋酸甲酯的水解反应为 CH3COOCH3(l) + H2O(l) = CH3COOH(l) + CH3OH(l) 当醋酸甲酯的浓度为 A0时 (1) 以起始浓度为 B0的醋酸为催化剂，请导出反应速率方程式的定积分形式 (2) 若以起始浓度为 C0的 a-含氧异丁酸为催化剂，试写出该反应速率方程式 的微分形式。(假定反应过程中水的浓度保持不变) 9. 对峙反应 设 x 为 A 已转化的浓度, 设 Tm(x) 为一定x时使反应速率为最大的温度, Te(x)为相同 x 时使体系恰好处于平衡时的温度, 试证： 式中DrHm 为反应焓变。 10. 汞蒸气存在下的乙烯加氢反应 C2H4H2C2H6 按下反应历程进行： Hg H2Hg2H HC2H4C2H5 C2H5H2C2H6H HHHgH2Hg 求 C2H6之生成速率表示式、表观活化能 Ea与各元反应活化能的关系。 11. 合成氨的反应机理 : N2+ 2(Fe) 2N(Fe) (1) 决速步 N(Fe) + H2NH3 + (Fe) (2) 为对峙反应 试证明： 式中 K = k3/k2，k 为常数 。