第9章 化学动力学基本原理习题解答
生物化学(第三版)第九章 酶促反应动力学课后习题详细解答_ 复习重点
第九章酶促反应动力学提要酶促反应动力学是研究酶促反应的速率以及影响此速率各种因素的科学。
它是以化学动力学为基础讨论底物浓度、抑制剂、pH、温度及激活剂等因素对酶反应速率的影响。
化学动力学中在研究化学反应速率与反应无浓度的关系时，常分为一级反应、二级反应及零级反应。
研究证明，酶催化过正的第一步是生成酶-底物中间产物，Michaelis-Menten该呢举中间产物学说的理论推导出酶反应动力学方程式，即Km、Vmax、kcat、kcat/Km。
Km是酶的一个特征常数，以浓度为单位，Km有多种用途，通过直线作图法可以得到Km及Vmax。
Kcat称为催化常数，又叫做转换数（TN值），它的单位为s-1，kcat值越大，表示酶的催化速率越高。
kcat/Km常用来比较酶催化效率的参数。
酶促反应除了单底物反应外，最常见的为双底物反应，按其动力学机制分为序列反应和乒乓反应，用动力学直线作图法可以区分。
酶促反应速率常受抑制剂影响，根据抑制剂与酶的作用方式及抑制作用是否可逆，将抑制作用分为可逆抑制作用及不可逆抑制作用。
根据可逆抑制剂与底物的关系分为竞争性抑制、非竞争性抑制及反竞争性抑制3类，可以分别推导出抑制作用的动力学方程。
竞争性抑制可以通过增加底物浓度而解除，其动力学常数Kˊm变大，Vmax不变；非竞争性抑制Km不变，Vˊmax变小；反竞争性抑制Kˊm及Vˊmax均变小。
通过动力学作图可以区分这3种类型的可逆抑制作用。
可逆抑制剂中最重要的是竞争性抑制，过度态底物类似物为强有力的竞争性抑制剂。
不可逆抑制剂中，最有意义的为专一性Ks型及kcat型不可逆抑制剂。
研究酶的抑制作用是研究酶的结构与功能、酶的催化机制、阐明代谢途径以及设计新药物的重要手段。
温度、pH及激活剂都会对酶促反应速率产生重要影响，酶反应有最适温度及最适pH，要选择合适的激活剂。
在研究酶促反应速率及测定酶的活力时，都应选择酶的最适反应条件。
习题1.当一酶促反应进行的速率为Vmax的80%时，在Km和[S]之间有何关系？[Km=0.25[S]]解：根据米氏方程：V=Vmax[S]/(Km+[S])得：0.8Vmax=Vmax[S]/(Km+[S])Km=0.25[S]2.过氧化氢酶的Km值为2.5×10-2 mol/L，当底物过氧化氢浓度为100mol/L时，求在此浓度下，过氧化氢酶被底物所饱和的百分数。
第九章-化学动力学基本原理第1期
§9.3 简单级数反应的动力学规律凡是反应速率只与反应物浓度有关，而且反应级数，无论是、、…或n都只是零或正整数的反应，统称为“简单级数反应”。
简单反应都是简单级数反应，但简单级数反应不一定就是简单反应，前已述及的HI气相合成反应就是一例。
具有相同级数的简单级数反应的速率遵循某些简单规律，本节将分析这类反应速率公式的微分形式、积分形式及其特征。
（1）一级反应反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。
其速率公式可表示为(9.7)式中c为t时刻的反应物浓度。
将上式改写成的形式，积分可得(9.8)B为积分常数，其值可由t = 0时反应物起始浓度c0确定：B = ln c0。
故一级反应速率公式积分形式可表示为(9.9)或(9.10)或(9.11)使用这些公式可求算速率常数k1的数值，只要知道了k1和c0的值，即可求算任意t时刻反应物的浓度。
从(9.8)式可看出，以lnc对t作图应得一直线，其斜率即为k1。
如图9.2所示。
反应物浓度由c0消耗到c=c0/2所需的反应时间，称为反应的半衰期，以t1/2表示。
由(9.9)式可知，一级反应的t1/2表示式为(9.12)可以看出，一级反应的半衰期与反应物起始浓度c0无关。
许多分子的重排反应和热分解反应属一级反应。
还有些反应例如蔗糖水解实际上是二级反应，但由于水溶液中反应物之一H2O大大过量，其浓度在整个反应过程中可视为常数，故表观上表现为一级反应，这类反应称为“准一级反应”。
例题1 30℃时N2O5在CCl4中的分解反应为一级反应，由于N2O4和NO2均溶于CCl4中，只有O2能逸出，用量气管测定不同时刻逸出O2的体积有下列数据：t / s 0 2400 4800 7200 9600 12000 14400 16800 19200V(O2) / cm3 0 15.65 27.65 37.70 45.85 52.67 58.30 63.00 66.8584.85求算此反应的速率常数k1和半衰期t1/2。
物理化学及考试习题 试卷 答案第四次习题课(第九章化学动力学基础)ppt课件
r 2= r 3= r 4=
1 d [ A ] d [ B ]1 d [ P ] 2 k [ A ] [ B ] 2 dt dt 2 dt
d [ A ] 1 d [ B ]d [ P ]1 d [ S ] 2 k [ A ][ B ] dt2 dt dt 2 dt
5.某二级反应2A→P，设cA,0=0.005mol· dm-3，500℃和 510℃时，经300秒后分别有27.6%和35.8%的反应物分解。 计算（1）两个不同温度时的速率常数；（2）反应的活 化能。
解：（1）二级反应的动力学方程为 kt= (1/c-1/c0) 代入题给数据后得：k1=0.2541dm3· mol-1· s-1 k2=0.3718dm3· mol-1· s-1 （2）根据阿伦尼乌斯方程有 ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2) 代入题给值，得E=191.34kJ· mol-1
1 1 k ln t 1 x
代入题给数据得：k2=3.84×10-3 s-1 根据阿伦尼乌斯方程的定积分式有
E 1 k 1 ln 2 a ( ) k R T T 1 1 2
解出T2＝ 409.2 K
Байду номын сангаас
3.某反应物反应掉8/9时所需要的时间是反应掉 2/3时所需要时间的二倍，该反应级数是多少？ 答：一级反应的动力学方程为
3、C14放射性蜕变的半衰期为5730年，今在一考古学样 品中测得C14的含量只有72%，请问该样品距今有多少年？ 解：同位素的放射性蜕变是一级反应，其 动力学方程为
1 kt ln 1 x k=(ln2)/t1/2=0.6931/5730=1.209 ×10-4年-1
代入题给数据有
t=1/kln(c0/c)=(1/k)ln[1/(1-x)] =（1/1.209×10-4）ln1/(1-0.72)=2.72×103年
周物理化学第9章化学动力学基本原理
如：
r kcA cB cC
(r : mol dm3 s1、c : mol dm3 )
mol dm3 s1 k (mol dm3 )n (n )
k的单位为： (mol dm3 )1n s1
则：一级反应，n=1，k的单位为s1；
将实验数据按上述不同形式作图，若其中一种图形呈直 线，则该图代表的级数即为反应的级数。
3、半衰期法 不同级数的反应，其半衰期与级数的关系为：
t1/2 k a1n (n表示反应的级数)
lnt1/2 lnk 1 nlna
※ 采用不同的起始浓度a,测出对应的t1/2，以lnt1/2 ln a 作图，可得一直线，根据斜率求出反应级数n
反应的半衰期，用t1/2表示。
※对于一级反应而言，其半衰期为：t1/ 2
ln2 k1
※一级反应的特征： 1、 ln c t 呈线性关系，斜率为k1 ，截距为 ln c0 ； 2、半衰期与起始浓度无关 ； 3、反应速率常数的单位是 s1 。
※一级反应实例：分子重排反应、热分解反应、放射性 同位素衰变反应等；
J
1
dnB
dt
B
B dt
式中： B 组分B的化学计量系数； 反应物 B 0，产物 B 0。
※对于任意反应：aA bB gG hH J 1 dnA 1 dnB 1 dnG 1 dnH a dt b dt g dt h dt
※按反应进度来定义的反应速率与物质的选择无关。 ※对于定容反应，单位体积的反应速率为：
二级反应，n=2，k的单位为mol 1 dm3 s1。 ?…
§9.3 简单级数反应的动力学规律
物理化学第9章 化学动力学基础
速率方程必须由实验来确定
四、反应级数 若反应的速率方程可以表示为浓度的幂乘积形式：
r = k[A][B]…
则各浓度项的方次、、…分别称为组分A、B …的
例 1、P165例题
某金属钚的同位素进行β放射，14 d 后，同位
素活性下降了6.85%。试求该同位素的：
(1) 蜕变常数，(2) 半衰期，(3) 分解掉90%所需时间
解：
(1)
k1
=
1 t
ln
a
a
x
=
1 14d
ln
100 100 6.85
=
0.00507d-1
(2) t1/2 = ln 2 / k1 = 136.7d (3) t = 1 ln 1 = 1 ln 1 = 454.2d
例如：
例如，恒容反应器中，氯代甲酸三氯甲酯分解为光气
ClCOOCCl(g) 2COCl2(g)
t = 0 p0
0
t = t p酯
p光气=2( p0 – p酯)
p总 = p酯 + p光气 = 2 p0 –p酯
∴ p酯 = 2p0 – p总
或 p光气 = 2（p总– p0）
三、反应速率 r 的经验表达式
2、适用范围
ln k = Ea B RT
k = AeEa / RT
3、A意义：称指前因子
二、活化能的概念 1、对简单反应：
那些能量高到能发生反应的分子称为“活化分子” 活化能：活化分子的平均能量与反应物分子平 均能量之差值。
物理化学答案——第九章-化学动力学基础
第九章 化学动力学基础一、基本公式和基本概念 基本公式 1. 反应速率 11i ii i dn dC r V dtdtνν==2. 反应级数对于速率公式可表达为...][][βαB A k r =的反应，反应的总级数...++=βαn 3. 简单级数反应的速率公式 级数 反应类型 速率公式半衰期 1/2tk 量纲微分式积分式0 表面催化反应0d d x k t =0x k t = 02a k (浓度)● (时间)-1 11d ()d x k a x t=-1lna k t a x=-1ln 2k(时间)-122A P→A +B P →()a b =22d ()d x k a x t=-2()x k t a a x =-21ak(浓度)-1●(时间)-1A +B P →2d d ()()xtk a x b x =--21()ln()b a x a b a b x k t---=/33A P→A +B +C P→()a b c ==33d ()d x k a x t=-22311()2a x a k t --=2332k a(浓度)-2● (时间)-1(1)n n ≠A P n →d ()d nx k a x t=-1111()(1)n n a x an kt----=-1'n k a-(浓度)1-n ● (时间)-1其中,a b 分别表示反应物A 和B 的起始浓度，x 表示反应消耗的深度。
4. 典型复杂反应的速率方程 （1）1-1对峙反应k k A B +-t=0 a 0 t=t a-x x t=t e a-x e x e速率方程： ()kk te e x x x e +--+-=（2）平行反应最简单的平行反应是由两个一级基元反应组成的平行反应：x=x 1+x 2速率方程：tk k aex a )(21+-=-产物B 和C 的浓度比由竞争反应的速率决定：2121k k x x = （3）连续反应最简单的连续反应是两个单向连续的一级反应：C B A kk −→−−→−21t=0 a 0 0 t=t x y z 速率方程：1k tx ae-=)(21121tk tk eek k a k y ----=]1[21121122tk tk ek k k ek k k a z ---+--=中间产物B 的浓度在反应过程中出现极大值：122)(21k k k m k k a y -=，出现极大值的时间为：2121)ln(k k k k tm-=5. 温度对反应速率的影响 （1）阿累尼乌斯经验公式2ln RTE dTk d a =阿累尼乌斯公式的指数函数式: RTE a Aek -=k 1k 2A a-xCx 2 B x 1（2）阿累尼乌斯活化能基元反应的活化能是活化分子的平均能量与所有分子平均能量之差。
化学动力学基本原理ch09
§ 9.1 引言 § 9.2 反应速率公式 § 9.3 简单级数反应的速率公式 § 9.4 反应级数的测定 § 9.5 温度对反应速率的影响 § 9.6 双分子反应的简单碰撞理论 § 9.7 过渡态理论大意 § 9.8 单分子反应理论简介
§9.1 引言
§9.1 引言
一、化学动力学的任务和目的 二、反应速率的表示法 三、反应速率的实验测定 四、反应机理的概念
§9.2 反应速率公式
二、反应级数
速率方程中各反应物浓度项上的指数称为该反应物 的级数。如果反应速率有以下形式
r k[A] [B] ......
α、β 分别称为参加反应的各组分A、B……的级数 n= α+β 各指数之和称为总反应的级数
凡是与速率公式的微分形式不符合的反应，反应 级数的概念是不适用的。
书上也称为速率系数。
物理意义：当反应物的浓度均为单位浓度时 k 等于反应
速率。
对于指定反应，k值与浓度无关，与反应的温度及所用的
催化剂有关。
k值的大小可直接体现反应进行的难易程度，因而是重要
的动力学参数。
速率常数
§9.2 反应速率公式
k/(mol·dm-3)1-n·s-1=
r/mol·dm-3·s-1
总反应：计量方程式仅表示反应的总效果，称为总反应。
基元反应：由反应物分子（或离子、原子、自由基等）直接 作用而生成新产物的反应。基元反应不仅是反应物分子直接 作用，而且必须是生成新产物的过程。
反应机理：反应机理又称为反应历程。组成宏观总反应的基 元反应的总合。在有些情况下，反应机理还要给出所经历的 每一步的立体化学结构图。
a dt b dt g dt h dt
[i]=Ci=ni/V 参加反应的物质的浓度
第9章 化学动力学基本原理习题解答
第九章 化学动力学基本原理知识点归纳1. 反应速率对于任一化学反应BB0B ν=∑，反应速率为：[]B 1d 1d B d d r V t tξν== 2. 质量作用定律对于基元反应A B P a b +→，反应速率为：[][]A B a br k =反应级数与反应分子数的区别：总包反应只有反应级数，其反应级数有实验确定或由反应机理推得；基元反应反应级数等于反应分子数。
4. 阿伦尼乌斯经验式a exp E k A RT ⎛⎫=- ⎪⎝⎭或a 2d ln d E kT RT=5. 碰撞理论碰撞理论借助于气体分子运动论，把气相中的双分子反应看着是两个分子之间碰撞的结果。
我们学习的是简单碰撞理论，以硬球碰撞为模型，导出宏观反应速率常数的计算公式，故又称为硬球碰撞理论。
6. 双分子碰撞频率假定分子A 和B 都是硬球，所谓硬球碰撞是指两个想象中的硬球相互碰撞的结果。
设单位体积中A 、B 分子数分别为A N V 、B NV，A 、B 分子的直径分别为A d 和B d ，当分子碰撞时，分子中心的最小距离为A BAB 2d d d +=，并令A B A B M M M M μ=+，μ为摩尔折合质量，A M 、B M 分别为A 、B 的摩尔质量。
再把单位体积中的分子数换算为物质的量的浓度，即[]A 1A N V L =⨯，[]B 1B N V L=⨯，在单位时间单位体积内A 、B 分子碰撞的总数（即碰撞频率）为：][]2AB AB A B Z d L π=若体系中只有一种分子，则相同分子的碰撞频率为：]22AA AA 2A Z d L π=7. 有效碰撞分数cexp Eq RT ⎛⎫=- ⎪⎝⎭8. 简单碰撞理论计算双分子反应速率常数()2c sct AB E k Td RT π⎛⎫=- ⎪⎝⎭9. 实验活化能根据实验活化能的定义：()2a d ln d k T E RT T=将反应速率常数代入得：2c 2a c 2121E E RT T R E RT T ⎛⎫=+⎪⎝=+⎭ 10. 过渡态理论计算速率常数化学反应要经过一个由反应物分子以一定的构型存在的过渡态，反应物与过渡态之间存在化学平衡，总反应的速率由过渡态转化为产物的速率决定。
物化练习
第九章化学动力学基本原理一、填空题1、设物质A 可发生两个平行的一级反应：（a ）C B A Ea ka +−−→−,（b ）E D A Ebkb +−−→−, 式中，B 和C 是需要的产品，D 和E 为副产物。
设两反应的频率因子相等且与温度无关，E a >E b ，则反应(a)和反应(b)相比,速率较大的反应是 ，升高温度对 更有利。
2、硝酸异丙烷在水溶液中被碱中和，其反应速率常数可表示为lgk=11.899-3163/T ，该反应的表观活化能为 。
3、今将某物质A 放入一反应器内，反应了3600s ，消耗掉75%，设反应分别为一级，二级，零级反应。
则反应进行了7200s 时，对于各级反应，A 物质的剩余量分别为 、 和 。
4、某化合物的分解反应是一级反应，设反应的活化能E=14.43×104J ·mol -1，已知557K 时该反应的速率常数k=3.3×10-2s -1，现要控制反应在10min 内转化率达到90%，则应控制该反应的温度为 。
5、比较两相同类型的反应I 和II ，发现活化能E I >E II ，速率常数k I >k II ，其原因在于 。
6、在T ，V 恒定时，反应A(g)+B(g)→D(g)t=0时，P A,0=800kPa ，t 1=30s 时，P A,1=400kPa ，t 2=60s 时P A,2=200kPa ，t 3=90s 时，P A,3=100kPa 时此反应的半衰期t 1/2= ，反应级数n= ，反应的速率常数k= 。
.7、阿累尼乌斯活化能是 。
.8、气相有效分子碰撞理论的基本观点是 。
.9、根据活化络合物理论，液相分子重排反应的活化能E a 和活化焓△r H m 之间的关系是 。
.10、由经验规则“温度每增加10K ，反应速率增加二倍”可知，在T 1=298K 时和T 2=308K 时符合这规律的活化能值E a = 。
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【解析】利用稳态近似法可推得反应的速率常数 k ＝ k1k3k5/（k2k4）。
7．反应 CO（g）＋Cl2（g）→COCl2（g）的
＝kc（CO）c（Cl2）α；当
温度及 CO 的浓度保持不变而 Cl2 的浓度增至原来的 2 倍时，反应速率增至原来的 2.83 倍，
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第 9 章 化学动力学
一、选择题 1．关于光化学反应的特点，以下说法不正确的是（ ）。 A．无需活化能 B．具有良好的选择性 C．△rGm 的反应也能发生 D．温度系数小 【答案】A 【解析】A 项，光化学反应也需要活化能，其活化能来源于光子的能量，激发而克服 能垒。B 项，光化学第一定律的内容为：只有被分子吸收的光才能引起分子的光化学反应。 即光化学反应具有良好的选择性。C 项，许多光化学反应能使系统的 Gibbs 自由能增加， 如植物的光合作用等。D 项，在光化学反应中，分子吸收光子而激发的步骤，其速率与温 度无关，而受激发后的反应步骤，又常时活化能很小的步骤，所以，一般说来，光化学反 应速率常数的温度系数较小。
2．对于基元反应 I·＋H2→HI＋H·，已知键能 DHI＝297kJ·mol－1，DHH＝435kJ·mol－1，该反应正方向的活化能大约是（ ）。
A．435kJ·mol－1 B．24kJ·mol－1 C．162 kJ·mol－1 D．154kJ·mol－1
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反应的活化能 Ea 约为：（ ）。 A．RT2
B．100RT2
C．10RT2
D．0.01RT2
第九章化学动力学基本原理
第九章 化学动力学基本原理一、填空题1、设物质A 可发生两个平行的一级反应：（a ）C B A Ea ka +−−→−, （b ）E D A Ebkb +−−→−, 式中，B 和C 是需要的产品，D 和E 为副产物。
设两反应的频率因子相等且与温度无关，E a >E b ，则反应(a)和反应(b)相比,速率较大的反应是 ，升高温度对 更有利。
2、硝酸异丙烷在水溶液中被碱中和，其反应速率常数可表示为lgk=11.899-3163/T ，该反应的表观活化能为 。
3、今将某物质A 放入一反应器内，反应了3600s ，消耗掉75%，设反应分别为一级，二级，零级反应。
则反应进行了7200s 时，对于各级反应，A 物质的剩余量分别为 、 和 。
4、某化合物的分解反应是一级反应，设反应的活化能E=14.43×104J ·mol -1，已知557K 时该反应的速率常数k=3.3×10-2s -1，现要控制反应在10min 内转化率达到90%，则应控制该反应的温度为 。
5、比较两相同类型的反应I 和II ，发现活化能E I >E II ，速率常数k I >k II ，其原因在于 。
6、在T ，V 恒定时，反应A(g)+B(g)→D(g) t=0时，P A,0=800kPa ，t 1=30s 时，P A,1=400kPa ，t 2=60s 时P A,2=200kPa ，t 3=90s 时，P A,3=100kPa 时此反应的半衰期t 1/2= ，反应级数n= ，反应的速率常数k= 。
.7、阿累尼乌斯活化能是 。
.8、气相有效分子碰撞理论的基本观点是 。
.9、根据活化络合物理论，液相分子重排反应的活化能E a 和活化焓△r H m 之间的关系是 。
.10、由经验规则“温度每增加10K ，反应速率增加二倍”可知，在T 1=298K 时和T 2=308K 时符合这规律的活化能值E a = 。
计算题化学动力学
−
dc A = k A c AcB dt 1 c B , 0 符合计量系数关系，故有 cB=2cA,即 2
又 c A,o =
−
dc A = 2k A c 2 A dt
分离变量积分，得
A t =
而
xA c A,0 (1 − x A )
kA =
1 1 = 2t1 2 c A, 0 2 × 100 min × 0.1mol ⋅ dm −3
−1
(2) 由所设定的条件,则反应的微分方程为
− dc A = k Ac AcC dt
因为 c A,0 ≠ cC , 0 ,则反应的微分方程的积分式为
t= c (1 − x A ) 1 ln C , 0 k A (c A , 0 − c C , 0 ) c C , 0 − c A , 0 x A
代入 t1
当 p(H2)不变时,
α= ln(v 0,1 / v 0 ,3 ) ln( p 0,1 / p 0, 3 ) = ln(0.48 / 0.12) = 2 即该反应对 NO 为二级,α=2; ln(50 / 25)
TEL:010-64434903
4
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3 −1
2．某抗菌素施于人体后,在血液中的反应呈现出一级反应动力学特征，如在人体中注射 0.5g 某抗菌 素，然后在不同的时间测其在血液中的浓度，得到下列数据： t/hr ρA/(10 g·dm )
-2 -3
4 0.48
8 0.31
12 0.24
16 0.15
(1)求反应速率常数； (2)计算半衰期； (3)若使血液中抗菌素体积质量不低于 3.7×10-3g·dm-3,问需经几小时后注射第二针？ 解 设 ρA,0 为开始时抗菌素的体积质量,ρA 为经时间 t 时的体积质量,可有 1 c 1 ρ k A = ln aA, 0 = ln A, 0 t cA t ρA 则
(完整版)物理化学【第九章】动力学一练习习题
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A k1B (I)；Ak2D (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△r H m= 100ｋJ·mol-1，那么活化能E a将：(A) E a≠100ｋJ·mol-1(B) E a≥100ｋJ·mol-1(C) E a≤100ｋJ·mol-1(D) 都可以1-3. 2A k1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) 2[A](B) [A]2(C) 1/[A](D) 1/[A]21-4. 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.此反应的速率方程为：(A) r = k c B(B) r = k c A c B(C) r = k c A(c B)2(D) r = k c A1-6.400 K 时，某气相反应的速率常数k p= 10-3(kPa)-1·s-1，如速率常数用k C表示，则k C应为：(A) 3.326 (mol·dm-3)-1·s-1(B) 3.0×10-4 (mol·dm-3)-1·s-1(C) 3326 (mol·dm-3)-1·s-1(D) 3.0×10-7 (mol·dm-3)-1·s-11-7. 均相反应A + B k1C +D ， A + Bk2E +F 在反应过程中具有∆[C]/∆[E] = k1/k2的关系，∆[C]，∆[E] 为反应前后的浓差，k1，k2是反应(1)，(2)的速率常数。
(完整版)化学动力学习题及答案
第一部分：1．对元反应A+2B→C，若将其反应速率方程写为下列形式， 则k A 、k B 、k C 间的关系应为：( )A k A = kB = kC B k A =2 k B = k C C k A =1/2 k B = k C [解]C ，反应速率之比r A ：r B ：r C =1:2:1，k A ：k B ：k C=1:2:12．某反应，无论反应物初始浓度为多少, 在相同时间和温度时, 反应物消耗的浓度为定值,此反应是A 负级数反应B 一级反应C 零级反应D 二级反应 [解]C ，一级反应积分速率方程C A ，0-C A =kt ，反应物浓度的消耗C A ，0-C A 就是与k 和t 有关，k 和温度有关，当温度和时间相同时，反应物浓度的消耗是定值。
3．关于反应级数的各种说法中正确的是 A 只有基元反应的级数是正整数 B 反应级数不会小于零C 反应总级数一定大于对任一反应物级数D 反应级数都可通过实验来确定 [解]D ，4．某反应，A→Y，其速率系数k A =6.93min -1，则该反应物A 的浓度从1.0mol ×dm -3变到0.5 mol ×dm -3所需时间是( )A 0.2minB 0.1minC 1min[解]B ，从速率系数的单位判断是一级反应，代入积分速率方程,0lnA AC kt C =，1ln6.930.5t =，t=0.1min 。
5．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[解]A ，半衰期与浓度成正比，所以是零级反应。
6．某化学反应的速率常数为2.0mol ·l -1·s -1，该化学反应的级数为 A.1 B.2 C.0 D.-1 [解]C ，从速率常数的单位判断是零级反应。
7．放射性Pb 201的半衰期为8小时，1克放射性Pb 201经24小时衰变后还剩 A.1/3g B.1/4g C.1/8g D.0gBA B B d d c c k t c =-B A C C d d c c k t c =B A A A d d c c k t c =-[解]C ，放射性元素的衰变是一级反应，通过半衰期公式12ln 2t k =，ln 28k =，再代入一级反应积分速率方程，,0lnA AC ktC =，起始浓度为1g ，1ln 2n*248A C =，18A C g =。
物理化学简明教程第四版复习资料
第九章 化学动力学基本原理质量作用定律r = k[A]a [B]b ；质量作用定律只适用于基元反应。
（简单反应和复合反应中的各基元反应）简单反应都是简单级数反应，但是简单级数反应不一定是简单反应一级反应：xx a a c c t k -=-==11lnln ln01；c c k t 01ln 1= 1）k1单位：s-12）半衰期t1/2：当c=1/2c0时所需时间110012/16932.02ln 2/ln 1k k c c k t ===；t ½ 与起始浓度c0无关。
阿累尼乌斯公式⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1212211211)()(ln T T T T R E T T R E T k T k a a ； 26.20/106.12ln ln 3+⨯-=+-=KT A RT E k aEa =12.6 ×10^3×R=104.8kJ · mol-1 lnA=20.26A = e^20.26 = 6.29 ×10^8 mol-1·dm3·s-1第八章 表面现象与分散系统 表面张力σ 单位：N/m物理意义：表面紧缩力定义：在相表面的切面上，垂直作用于表面任意单位长度上的紧缩力。
影响表面张力的因素：1. 物质的种类及共存相的种类（性质）；2. 温度影响：前者<0，即温度升高，表面张力变小拉普拉斯公式：rp σ2=∆ r ：曲率半径。
r 越大，Δp 越小；平面时r 趋近于无穷大，Δp=01.不管是凸液面，还是凹液面，附加压力的方向总是指向球心，即球内的压力一定大于球外的压力；2. 液膜（肥皂泡）Δp=4σ/rKelvin 公式：(液相) P'=P+2σ/r ；(气相) pr 凹（液中气泡）：r 取负值，pr < p ；凸（小液滴）：r 取正值，pr > p人工降雨（过饱和蒸气）高空中没有灰尘,水蒸汽可达到相当高的过饱和程度而不致凝结成水。
化学动力学习题及答案
第一部分：1．对元反应A+2B→C，若将其反应速率方程写为下列形式， 则k A 、k B 、k C 间的关系应为：( )A k A = kB = kC B k A =2 k B = k C C k A =1/2 k B = k C [解]C ，反应速率之比r A ：r B ：r C =1:2:1，k A ：k B ：k C=1:2:12．某反应，无论反应物初始浓度为多少, 在相同时间和温度时, 反应物消耗的浓度为定值,此反应是A 负级数反应B 一级反应C 零级反应D 二级反应 [解]C ，一级反应积分速率方程C A ，0-C A =kt ，反应物浓度的消耗C A ，0-C A 就是与k 和t 有关，k 和温度有关，当温度和时间相同时，反应物浓度的消耗是定值。
3．关于反应级数的各种说法中正确的是 A 只有基元反应的级数是正整数 B 反应级数不会小于零C 反应总级数一定大于对任一反应物级数D 反应级数都可通过实验来确定 [解]D ，4．某反应，A→Y，其速率系数k A =6.93min -1，则该反应物A 的浓度从1.0mol ×dm -3变到0.5 mol ×dm -3所需时间是( )A 0.2minB 0.1minC 1min[解]B ，从速率系数的单位判断是一级反应，代入积分速率方程,0lnA AC kt C =，1ln6.930.5t =，t=0.1min 。
5．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[解]A ，半衰期与浓度成正比，所以是零级反应。
6．某化学反应的速率常数为2.0mol ·l -1·s -1，该化学反应的级数为 A.1 B.2 C.0 D.-1 [解]C ，从速率常数的单位判断是零级反应。
7．放射性Pb 201的半衰期为8小时，1克放射性Pb 201经24小时衰变后还剩 A.1/3g B.1/4g C.1/8g D.0gBA B B d d c c k t c =-B A C C d d c c k t c =B A A A d d c c k t c =-[解]C ，放射性元素的衰变是一级反应，通过半衰期公式12ln 2t k =，ln 28k =，再代入一级反应积分速率方程，,0lnA AC ktC =，起始浓度为1g ，1ln 2n*248A C =，18A C g =。
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乐山师范学院化学学院知识点归纳
第九章化学动力学基本原理
知识点归纳
1.反应速率
??B0?，反应速率为：对于任一化学反应BB???B1d1d?r??d t d tV B2.质量作用定律
a A?
b B?P，反应速率为：基元反应对于ab????B r?k A
反应级数与反应分子数的区别：总包反应只有反应级数，其反应级数有实验确定或由反应机理推得；基元反应反应级数等于反应分子数。
4.阿伦尼乌斯经验式
EE dln k??aa?A exp k??或??2?RT?d TRT5.碰撞理论
碰撞理论借助于气体分子运动论，把气相中的双分子反应看着是两个分子之间碰撞的结果。
我们学习的是简单碰撞理论，以硬球碰撞为模型，导出宏观反应速率常数的计算公式，故又称为硬球碰撞理论。
6.双分子碰撞频率
假定分子A和B都是硬球，所谓硬球碰撞是指两个想象中的硬球相互碰撞的结果。
设 1
乐山师范学院化学学院知识点归纳
NN BA dd，当分子碰B分子的直径分别为、和单位体积中A、B分子数分别为，A、
BA VV d?dMM??BABA?d?撞时，分子中心的最小距离为为摩尔折合质量，，并令，
AB M?M2BA MM分别为A、B、的摩尔质量。
BA NN11????BA??B?A?，，再把单位体积中的分子数换算为物质的量的浓度，即VLVL在单位时间单位体积内A、
B分子碰撞的总数（即碰撞频率）为：
8RT????22?A Z?B dL ABAB??若体系中只有一种分子，则相同分子的碰撞频率为：
RT2??22?A Z?2Ld AAAA?M7.有效碰撞分数
E??c??q exp????RT8.简单碰撞理论计算双分子反应速率常数
ERT8????2?c?k exp dTL???ABsct???RT?9.实验活化能
??T ln k d2RT?E根据实验活化能的定义：a T d E11??2c?E?RT E??RT将反应速率常数代入得：??ca2?2TRT?210.过渡态理论计算速率常数
化学反应要经过一个由反应物分子以一定的构型存在的过渡态，反应物与过渡态之间存在化学平衡，总反应的速率由过渡态转化为产物的速率决定。
该理论提供了一种计算反应速k。
率常数的方法，只要知道分子的某些物性即可计算（1）用统计热力学方法处理的过渡态理论计算速率常数
?fh?RT?BB（2）过渡态理论的热力学处理方法： ?ETkf??0B??exp k??
??????k?TSH?
n?1??Bmmrr?exp c exp?k????
RT?Rh??? 2
乐山师范学院化学学院知识点归纳
?E?E?nRT??H?nRT实验活化能：mra011.单分子反应理论
单分子反应是经过相同分子间的碰撞而得到活化态，获得足够能量的活化分子并不立即分解，它需要一个分子内部能量的传递过程，以便把能量集中到要破裂的键上去，因此在碰撞之后与进行反应之间出现一段停滞时间，此时，活化分子可能进行反应，也可能消活化而再变成普通分子。
在浓度不是很稀的情况下，这种活化与消活化之间有一个平衡存在，如果活化分子分解或转化为
产物的速率比消活化作用缓慢，则上述平衡基本上可认为不受影响。
3
乐山师范学院化学学院作业
作业解答
习题2 某物质按一级反应进行计算。
已知反应完成40％需时50min,试求：(1)以s为单位的速率常数；(2)完成80％反应所需时间。
1111???4?1?1?ln s?ln1.7?10 s k?解：(1) ??
1?x50?601?0.4t??1111??3ln?ln t? s?9.47?10 s (2) ??
?4k1?x1.7?101?0.80??习题4 NO在25℃时分解反应的半衰期为5.70h，且与NO初始压力无关。
试求此反5252应在25℃条件下完成90%所需时间。
解：t与起始压力无关，所以是一级反应：1/2t1111/2ln?t?ln?18.9 h
k1?x ln21?0.90习题7 一级反应CHNCl在水溶液中分解按下式进行：256 CHNCl(aq)→
CHCl(aq)+N(g)
265562t??时体积V，在反应过程中，用量气管测量所放出的N的体积。
假设t时刻体积为2V。
试证明速率常数为为?V1?k?ln tV?V?证：
CHNCl(aq)?CHCl(aq)+N(g)265562t?0 c
00Vc t?t
V0 t????t?当时，反
??V?Vc?k'Vc?V?，或??对于一级反应物完全分解，故：c?k'VV?c k'为比例系数）（，或?0?0
应：
cV'Vk1110???lnln?ln k???tV??cttk'VVV??习题14 氰酸铵在水溶液中转化为尿素的反应为
NHOCN?CO(NH)242测得如下数据：
4
乐山师范学院化学学院作业
dm?mol0.05 0.10 0.20
t半衰期
试确定反应级数。
零级反一级反应的半衰期与起始浓度无关，解：根据不同反应级数半衰期的特点可知，半从题给数据看出，应的半衰期与起始浓度成正比；二级反应的半衰期与起始浓度成反比。
a1/t?，计衰期随起始浓度的增加而减少，则一定不是一级或零级反应，现在只要验证1/2算结果如下：:124:t37.03:19.15:9.45?1/2111:124::1/a:?
0.200.100.05所以为二级反应。
??'/ln tt1/21/2??1n或用公式：
??'ln aa/??37.03ln/19.152n?1?1.95??
??0.05ln0.1/??37.03ln/9.45??1?2n?1.99
??0.050.20ln/1?mol?E?80kJ℃100℃变到30℃；由，试求（19 习题已知某反应活化能1）由20a℃，其速率常数各增大了多少倍？变到110E??a?k?A exp解：由阿累尼乌斯公式得：?? RT????TTE?k1a22exp?RTTk211代入数据得：
??3TTE?k10??10801a222.96?exp??exp 1）（
303293?RTT8.314?k211??3TTE?k10?1080?1a221.96exp??exp? 2 ）（
383373kRTT8.314??211计算表明低温时速率常数对温度更敏感。
硝基丙烷与碱作用为二级反应。
其速率常数与温度的关系为：24 在水溶液中，2-
习题3163??13?1??lgmol k/11.9dm???min K/T33??dmmol10??8.0℃反应10并求当两种反应物的初始浓度均为试求反应的活化能，， 5
乐山师范学院化学学院作业
的半衰期为多少？
E????a?B lg k/?k比较，可得：解：将题给公式与
2.303RT3?1?1mol??60.56?1060.56kJJ?mol E?3163?2.303?8.314?
?????11.90lg k/?k0.7233? 10℃时，在283???13?1min283K??5.288moldm?k a3163
11??t?23.64min1/23?10?8?kc5.28803的容器中混合。
已知1.00dmN和300K条件下将1 g N及1 g H在体积为习题27 在222?10?10m2.53.5?10?10m，及H分子的碰撞直径分别为试求此容器中每秒内两种分子的碰2撞次数。
解：根据碰撞理论，N与和H分子之间碰撞次数为：
221/22??????????????NN N H N?H??112222?RT8Z??????????
????AB V N V2M H M????????22其中 ????LN HH m2225?3m?3.01?10?
??VVM H2????L NN mN2225?3m2.15?10????VM N V2代入数值得：
21/2??10???10?3.5?2.5??11??Z8.314?300?????8?3.14??????
AB3??31028?22?10??????252510?3.01?10?2.15?
1?33???13235ss?dm??3.43.4??10?m103233.4?10 1.00dm的容器中每秒内的碰撞次数为习题30 有两
个级数相同的反应其活化能数值相同，但二者的活化熵相差60.00
?1?1K?J?mol时比较二反应在300K时的速率常数之比。
解：根据过渡态理论公式：
????HkT?S?
??1???B?expexp k?c???? RTRh??????kS(2)S(1)???60.00
3??110?exp?exp?1.36???8.314kR??2 6 乐山师范学院化学学院其它习题
7。