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1、第十一章 化学动力学习题,一、概念题,、 反应A(g) + 3B(g) 2C(g), 反应开始时，反应物按计量比混合而且无产物C存在（即 pC,0 =0）,若将以B的压力变化来表示的消耗速率-dpB/dt换成以总压p 表示 -dp/dt 时，则（-dp/dt）/（-dpB/dt）= （ ）。,3、 一定T、V下，反应A(g) B(g) + D(g) 当pA,0 =100kPa时，反应的半衰期t1/2 = 25min; 当pA,0 =200kPa时，反应的半衰期t1/2 = 50min。此反应的级数n =( ),反应的速率系数k= （ ）。,解：由题给数据可知，在一定T、V下，反应的半衰期与 反
2、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/225S=2.0kPa.S-1,4、 在一定温度下，液相反应 A + B D 的速率系数kA=42.5 min-1 ，则CA从2.0mol.dm-3变到0.50mol.dm-3所需的时间为t1 ，从0.40mol.dm-3变到0.10mol.dm-3所需的时间为t2 ，则两者t2/ t1=（ ）。,解：由题给k的单位可知，为一级反应， kt=ln(c0/c) t2/t1=ln(0.4/0.1)/ln(2.0/0.5)=ln4/ln4=1,5、已知某反应的反应物无论其起始浓度CA，0为多少，反应掉C
3、A，0的2/3时所需的时间相同，所以该反应为（ ） 级反应。,一,6、温度为500K时，某理想气体恒容反应的速率系数kC=20mol-1.dm3.S-1.若改用压力表示反应时，则反应的速率系数kp=( ) 。,解：由kc的单位，此反应为二级反应，n=2 kp=kc(RT)1-n=kc/RT=4.8110-6Pa-1.s-1,7、2B D和 2A C 两反应均为二级反应，而且k=A exp(-Ea/RT)公式中的指前因子A相同。已知在100oC下，反应（1）的k1 =0.10 dm-3.mol-1.S-1,而两反应的活化能之差Ea,1 E a,2 =15000J.mol-1,那么反应（2）在该温
4、度下的速率系数k2=（ ）（填入具体数值）,解：根据k1=Ae-E a,1/RT和k2=Ae-E a,2/RT两式相比得 k1/k2= e-E a,1 + -E a,2 /RT,得k2=12.58dm3.mol-1.s-1,8、反应机理为,t,cA,cB,则此反应的速率方程 -d cB/dt = ( )。,k1cA-k-1 cB,9、恒温、恒容理想气体反应的机理为,反应开始时只有A(g)，任意时刻t时，A、B、D的物质的量浓度分别为cA、cB和cD。则反应物A(g)消耗的速率可表示为- dcA/dt =( ).,(k1 +k2)cA,10、 催化剂能够大大缩短化学反应达到化学平衡的时间，而不能
5、改变化学反应的（ ）。,平衡状态,11、 某对行反应A + B C + D,当加入催化剂后其 正、逆反应的速率常数分别从k1，k-1 变为k1和k-1 ，测得k1=3 k1 那么k-1=（ ）k-1。,k1,k-1,3,二、选择题,1、在T 、V恒定的条件下，基元反应,A(g) + B (g) D(g) 则此反应为( ) 分子反应，,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)2,2； （B）1,2 ; (C) 2,1 ; (D) 1,1,C,2、在指定条件下，任一基元反应的反应分子数与
6、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,D,3. 基元反应的分子数是个微观的概念，其值（ ）。 (A) 可为0、1、2、3；(B) 只能是1、2、3这三个正整数； (B) 也可是小于1的数值；（D）可正，可负，可为零,B,(A) 零级 ；（B） 一级； （C）3/2级； (D) 二级 。,4、反应A B，若开始时cB,0=0,A的其始浓度为cA,0，当反应物完全转化为B时，需时为t，而反应掉A的其始浓度cA,0的一半时，所需的时间为t1/2，测得t/t1/2=2，则此反应
7、的级数为（ ）。,A,5、在化学动力学中，质量作用定律（ ） (A)适用任一恒温反应；（B）只适用于理想气体恒温反应； (C)只适用于基元反应；(D) 只适用于恒温、恒容化学反应。,C,(A) 2 ; (B) 2/3; (C) 3/2 ; (D) 3,6、反应2A 3B ,其速率方程可表示为-dcA/dt = kAcA2cB-1或dcB/dt = kBcA2cB-1, 则两者的速率常数之比，即kA/kB=（ ）。,B,（A）零级反应 ；（B） 一级反应；（C）二级反应； （D）0.5级反应,7、25oC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
8、，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 表示，而且t =c A,0 /kA, 则此反应必为（ ）。,A,因为c A,0-c A=kAt,当c A=0时，t=t= c A,0/kA,(A) B的生成速率小于B的消耗速率；(B) B的生成速率等于B的消耗速率；(C) B的生成速率大于B的消耗速率；(D) 因条件不足，无法肯定 。,8、连串反应A B C ,实验测得B为非常活泼的中间产物，当反应稳定后，则（ ）。,B,(A)可能小与2； （B） 必然为1； (C) 可能大与2 ；（D）必然为2 .,9、基元反应 2A B , 为双分子反应，此反应的级数（ ）,
9、D,10、某放射性同位素的蜕变反应为一级反应，已知其半衰期t1/2=6d,则经过18d后，所剩的同位素的物质的量n，与原来同位素的物质的量n0的关系为（ ）。 (A) n=n0/3 ; (B) n=n0/4 ; (C) n=n0/16 ; (D) n= n0/8,D,解：一级反应kt 1/2=ln2 3 kt =ln(c0/c)=ln(n0/n)=3ln2=ln23 所以 n0/n=23=8 ,n=n0/8,11、 平行反应,已知反应（1）的活化能Ea,1=80kJ.mol-1,反应（2）的活化能Ea,2=40kJ.mol-1，为有利于产物B(g)的生成。应当采取（ ）的方法。 (A) 恒温反
10、应； （B） 升高反应温度； （C） 降低反应温度；（D） 将副产物D(g)及时排除反应器,B,一、 简答题,1、零级反应有哪些特征？一级反应有哪些特征？,零级反应的动力学特征:,零级反应的kA的单位：ct-1 零级反应的半衰期t12与反应物A的初始浓度cA,0成正比，而与kA成反比 以 cAt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kA的单位：t-1。 一级反应的半衰期t12与kA成反比，而与反应物A的初始浓度cA,0无关。 以lncAt作图为一直线，直线的斜率为kA。,2、反应速率方程 dcA /dt = kA cA2的二级反应有哪些特征？,二级反应的kA的单位：
11、c-1t-1。 只有一种反应物的二级反应的半衰期t12与反应物A的初始浓度cA,0和kA成反比。 以1cAt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？,对行反应的特点,1.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 3.正、逆速率系数之比等于平衡常数Ky=k1/k-1 4.在ct图上，达到平衡后，反应物和产物的浓度不再随时间而改变,趋近于平衡浓度,（3）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,2.速率方程的微分式和积分式与同级的简单反应的速率方程相似，只是速率系数为各个反应速率系数的和。,3.当各产物的起始浓度为零时，在任一
12、瞬间，各产物浓度之比等于速率系数之比，,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。活化能高的反应，速率系数随温度的变化率也大。,4、对于复杂反应，任一中间产物B在何种条件下才能对其运用稳态近似法处理？,解：中间产物B非常活泼，反应能力很强，cB很小，且满足 dcB/dt=0。,5、发生爆炸反应的主要原因是什么？,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。,1、 50时，A物质在溶剂
13、中进行分解反应，反应 为一级，初速率A0=1.00 10-5moldm-3s-1，1小时后速率A=3.26 10-6moldm-3s-1。 试求(1)kA ; (2)t ; (3)cA0,2、 450时，实验测得气相反应3A+B2C在 不同反应物的不同初始压力下的初速率数据如下：,试求动力学方程式 中的、 和kB 。 计算实验3条件下，B反应掉一半所需的时间。 若已知活化能为188kJmol-1，试计算实验3在500时的初速率。,解: (1),解: (2),(3),3. 反应 A B ，340K时完成20%需 3.2分钟，300K时完成20%需12分钟，求 Ea 。,任何反应其速率方程都可以写
14、为：,解：,4. 理想气体反应 2A(g) 2B(g) + D(g) 在恒容容器中进行，A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900K和1000K时的速率系数kA,p, kD,p。,（2）若在900 1000K范围内反应的 Ea 不随T 变化，试求 Ea 。 （3）若在1000K反应开始时容器中只有压力为53.3kPa 的A存在，试求系统总压达到64.0kPa所需要的时间。,. （1） A的 t 与 pA0 成反比，故为二级反应。,(3) 2A(g) 2B(g) + D(g) t=0 pA0 0 0 t=t pA pA0-pA (pA0-pA),5： 等容气相反
15、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：(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 = 0.2moldm3，300K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
16、。,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：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。,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=1.0310
17、3 dm6mol2min1 由第3组数据，得 k=1.04103 dm6mol2min1 故 =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：,解：（1） A + 3B 2Y,t=0 pA,0 pB,0 0,t=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。,
18、(1)求该反应的阿仑尼乌斯活化能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,求反应分级数 和 及反应速率系(常)数。,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,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%,