第07章基元反应动力学习题及答案
7 基元反应动力学
(1) r k[A][B]
[A] [B]
r k'[B] ( k' k[A]) 准一级反应
(2) r k[H ][A] H为催化剂 r k'[A] (k' k[H ]) 准一级反应
反应速率系数(rate coefficient of
reaction)
经验速率方程r = k [B]nB 中 的比例常数 k 称为反应
= dnB/( Bdt)
这一定义在描述化学反应快慢时具有通用性，但化 学反应转化速率这一概念在用于不同化学反应系统时缺 乏可比性，因为转化速率并没有规定系统的大小。
反应速率( rate of reaction)——r
定义单位体积反应系统中反应进度随时间的变化率 作为反应速率，以符号r表示，即
r = 1 . d = 1 . dnB
质量作用定律(law of mass action )
对于基元反应 aA + bB → gG + hH
反应速率与反应物浓度的幂乘积成正比。幂指数就 是基元反应方程中各反应物的计量系数。即
r = k [A]a[B]b 按照质量作用定律
单分子反应：A → P ，r = k [A] 服从一级动力学规律； 双分子反应： A+B → P, r = k [A][B]
组分速率——rB
使用一种反应物或产物的浓度随时间的变化率来表 示反应的快慢，称之为组分速率并用符号rB表示，即
rB =
d[B] dt
对于反应 e E f F h H g G
有 rE = - d[E]/dt , rF = - d[F]/dt
rH = d[H]/dt , rG = d[G]/dt 。
② 对指定反应系统速率方程的形式并不是唯一的，可以
7 基元反应动力学
将kobs称作表观速率系数。
k 的量纲____ [浓度]1-n[时间]-1
k 的单位: 对一级反应----s-1 ，二级反应----mol-1 dm3 s-1。
Pa-1 s -1。
例
气相分解反应： 2N2O = 2N2 + O2 的经验速率方程为： rp= kp p2(N2O) 。 实验测得T=986K 时在12.0dm3的恒容反应器中，当 p(N2O) =50.0 kPa 时反应速率 rp= 2.05 Pa s-1。
[B] [B]0 exp( kt)
ln [B] k t [B]0
直观地表示出物质 浓度在反应进行的过程 中随时间变化的关系曲 线，这类 c – t 曲线通常 叫动力学曲线。
例
在527℃时异戊二烯（A）的二聚反应：2 A = A2 , 实 验数据如下表。求（1）t=0.2 s时该反应的速率r ；
第七章
§7.1 基本概念 §7.2 基元反应动力学规律 §7.3 气相反应的简单碰撞理论 §7.4 过渡状态理论
§7.1
一 化学反应速率 二 化学反应速率方程 三 基元反应
基元反应动力学
化学动力学是研究化学反应速率和历程的学科。化学 动力学的基本任务是：考察反应过程中物质运动的实际 途径；研究反应进行的条件（如温度、压力、浓度、介 质、催化剂等）对化学反应过程速率的影响；揭示化学 反应能力之间的关系。从而使人们能够选择适当反应条 件，掌握控制反应的主动权，使化学反应按所希望的速 率进行。
(1) r k[A][B]
[A] [B]
r k'[B] ( k' k[A]) 准一级反应
(2) r k[H ][A] H为催化剂 r k'[A] (k' k[H ]) 准一级反应
第7章化学动力学初步习题答案(商定版)20110311ToGong解析
第7章 化学动力学初步习 题1．什么是化学反应的瞬时速率和平均速率？二者有何区别与联系？2．在实际应用中，多采用以浓度变化表示的反应速率。
试写出反应 a A + b B = d D + e E 的反应速率表达式。
3．某温度下，测得N 2O 5的分解反应2N 2O 5(g) = 4NO 2(g) + O 2(g)的实验数据如下表所示，试计算在0～1000 s 、1000～2000 s 、2000～3000 s 等三个时间段的平均反应速率。
t /s0 1000 2000 3000 52O N c / mol·dm -35.002.481.230.614．对上述N 2O 5的分解反应2N 2O 5(g) = 4NO 2(g) + O 2(g)，瞬时速率可以用N 2O 5、NO 2和O 2的浓度变化分别表示。
若在反应某时刻，25N O d d c t-＝2.00 mol·dm -3·s -1，此时2NO d d c t和2O d d c t各为多少？5．温度升高，化学反应速率加快。
设某反应温度从300 K 升高到310 K 时，反应速率增加了1倍，试求该反应的活化能。
6．环丁烷C 4H 8的分解反应C 4H 8(g) = 2CH 2CH 2(g)，实验测得其活化能为262 kJ·mol -1。
若600 K 时，该反应的速率常数为6.10×10-8 s -1，假定频率因子不变，温度为多少的时候，速率常数为1.00×10-4 s -1？ 7．CH 3CHO 的热分解反应为CH 3CHO(g) = CH 4(g) + CO(g)在700 K 时，该反应的速率常数k ＝ 0.0105 dm 3·mol -1·s -1，如果已知反应的活化能E a ＝ 188.4 kJ ·mol -1，求在800 K 时该反应的速率常数k 。
8．简述有效碰撞理论和过渡状态理论的要点。
基础化学第七章后习题答案
第七章后习题答案习题1．解释并理解下例名词(1)反应速率(2)瞬时速率(3)元反应(4)质量作用定律（5）速率常数(6) 反应级数（7）半衰期（9）有效碰撞(9)活化能解（1）反应体系中各物质的数量随时间的变化率（2）反应在每一时刻的真实速率（3）反应物分子直接碰撞一步就能转化为生成物的化学反应（4）当温度一定时，元反应的反应速率与各反应物浓度以化学反应计量方程式中相应的系数为指数的幂之积成正比（5）反应速率方程式中的系数k，在数值上等于各反应物浓度均为1mol·L-1时的反应速率；与反应的本性及反应温度有关（6）反应速率方程式中各反应物浓度方次之和（7）反应物反应掉一半所需要的时间（8）能发生反应的碰撞（9）活化分子具有的最低能量E’ 与反应物分子的平均能量E平之差2．反应的速率常数k的物理意义是什么？当时间单位为h，浓度单位为mol·L-1，对一级、二级和零级反应，速率常数的单位各是什么？解在数值上等于各反应物浓度均为1mol·L-1时的反应速率，故k又称为反应的比速率。
一级反应：h-1; 二级反应：L·mol-1·h-1; 零级反应：mol·L-1·h-1.3．碰撞理论与过渡态理论各如何阐述反应速率的？解碰撞理论认为活化分子在恰当的取向上碰撞才能发生化学反应，活化能越小，反应越快。
过渡状态理论认为反应物分子需克服一定的活化能，形成不稳定的高能态活化络合物，这一中间物质能转化为产物也可分解成反应物。
反应速率取决于转化为生成物的快慢。
过度状态理论借用碰撞理论中活化能的概念，进一步从反应的微观过程以及反应过程中的能量这两个方面与反应速率联系起来考虑，更直观地揭示反应的过程。
4．温度升高或降低，可逆反应的正、逆向化学反应速率都加快或减慢，为什么化学平衡会移动？解温度对不同反应速率的影响相差很大，可逆反应的E a和E a′值不同但均大于零，温度升高时（其他条件不变），速率常数增大，因此正、逆反应速率都增加。
第07章--基元反应动力学--教案
第四篇化学动力学第七章基元反应动力学化学动力学是研究化学反应速率和历程的学科。
化学动力学的基本任务是：考察反应过程中物质运动的实际途径；研究反应进行的条件（如温度、压力、浓度、介质、催化剂等）对化学反应过程速率的影响；揭示化学反应能力之间的关系。
从而使人们能够选择适当反应条件，掌握控制反应的主动权，使化学反应按所希望的速率进行。
从宏观系统的唯象动力学研究到微观世界的分子反应动态学研究，化学动力学经历了近两个世纪。
近百年来，化学动力学理论和实验方法都获得了很大发展。
虽然它与热力学相比还远不尽人意，但是可以相信随着科学的发展与各领域研究不断深入，化学动力学必将通过自身的发展和相关学科的促进，而取得长足的进步。
化学动力学，按其研究层次常可分为：唯象动力学——在总反应层次上研究化学反应的速率。
即研究温度、浓度、介质、催化剂、反应器等对反应速率的影响。
基元反应动力学——研究基元反应的动力学规律和理论，及从基元反应的角度去探索总反应的动力学行为。
分子反应动态学——从分子反应层次上研究化学反应的动态行为，直至态-态反应研究一次具体的碰撞行为。
这部分内容完全是微观性质的。
物理化学课程中化学动力学部分的重点放在从基元反应的角度研究总反应动力学行为，而对分子反应动态学只略作介绍。
§ 7.1 基本概念几个重要的基本概念：化学反应速率，反应级数，速率系数，基元反应。
一、 化学反应速率1 转化速率—•ξ 按照国家标准，化学反应∑=BB B 0ν的转化速率定义为：该反应的反应进度ξ 随时间t 的变化率•ξ，即 •ξ t d /d ξ=按照反应进度的定义，如果B 为参与反应的任一种物质则 ，那么化学反应转化速率还可以表示为•ξ=)d /(d B B t n ν 2 反应速率—r 定义单位体积反应系统中反应进度随时间的变化率作为反应速率，以符号r 表示，即r = tV d d .1ξ = t n V d d .1B B ν 上式中V 是反应系统的体积，所以这样定义的反应速率通常只适用于均相反应系统。
第七章 化学动力学 章末习题
第七章 化学动力学章末总结一、内容提要1. 基本概念（1）化学动力学的研究对象研究化学反应的速率和机理以及影响速率的各种因素，如温度、浓度、压力、催化剂、介质和分子结构等。
（2）动力学曲线动力学曲线即反应物或生成物的浓度随时间的变化曲线。
（3）转化速率对应于指明的化学计量方程，反应进度ξ在t 时刻的变化率称为该反应的转化速率，用d dtξ表示，单位为1mol s - 。
（4）化学反应速率 单位体积内的转化率称为反应速率，1d r V dt ξ=。
（5）基元反应与非基元反应① 基元反应：反应物分子一经碰撞直接变成产物。
② 非基元反应：若反应物到产物，必须经过中间步骤称为非基元反应或复杂反应。
（6）反应的速率方程表示反应速率与浓度等参数之间的关系，或表示浓度等参数与时间的关系的方程称为反应的速率方程。
（7）速率系数速率方程中的比例系数称为速率系数或速率常数，用k 表示。
①k 的物理意义：数值上相当于反应物均为单位浓度时的反应速率。
②特点：A. k 数值与反应物的浓度无关。
在催化剂等其他条件确定时，k 的数值仅是温度的函数；B. k 的单位随着反应级数的不同而不同；C. k 的数值直接反映了反应速率的快慢。
（8）质量作用定律基元反应的速率与各反应物浓度的幂乘积成正比，其中各浓度项的方次即为反应方程中各物质的系数，这就是质量作用定律，它只适用于基元反应。
（9）反应级数在反应的速率方程中，所有浓度项方次的代数和称为该反应的级数，用n 表示。
n 可以是正数、负数、整数、分数或零，也有的反应无法说出其反应级数。
（10）反应分子数在基元反应中，反应物分子数之和称为反应分子数，其数值为1，2或3。
2. 具有简单级数反应的特点（1）零级反应定义：反应速率与反应物浓度的零次方成正比，即与反应物的浓度无关。
特点：微分式 0dx k dt= 积分式 0x k t = 线性关系 ~x t半衰期 1022a t k =0k 的单位 3m o l d m - 或 [ -1浓度][时间] （2）一级反应定义：反应速率与反应物浓度的一次方成正比。
第07章基元反应动力学习题及答案
第07章基元反应动力学习题及答案第07章基元反应动力学习题及答案3第七章 基元化学反应动力学习题及答案1. N 2O 5在25℃时分解反应的半衰期为5.7h, 且与N 2O 5的初始压力无关。
试求此反应在25℃条件下完成90%所需时间。
解：由题意知此反应为一级反应 111216.07.56932.06932.021-===h t kt k y1)11ln(=-h k y t 9.181216.0/)%9011ln(/)11ln(1=-=-=即完成90％所需时间为18.9h 。
2．异丙烯醚气相异构化成丙烯酮的反应是一级反应，其反应速率系(常)数与温度的关系为：k /s －1 =5.4×1011exp(－122 474 J ·mol －1/RT )，150℃下，反应开始时只有异丙烯醚，其压力为101 325 Pa ，问多长时间后，丙烯酮的分压可达54 kPa ？解：k /S－1＝5.4×1011exp[－122474/8.314×（150＋273）] ＝4.055×10－4据题意：ktppt=0ln4t410005.454000101325101325ln-⨯=-t ＝1877S3. 双分子反应2A(g)−→−kB(g) + D(g),在623K 、初始浓度为0.400mol dm －3时,半衰期为105s,请求出(1) 反应速率系数k(2) A(g)反应掉90%所需时间为多少?(3) 若反应的活化能为140 kJ mol -1, 573K 时的最大反应速率为多少? 解：(1) r = k [A]2 , t 0.5= 1/(2 k [A]0) , k = 0.012dm 3mol -1s -1 (2) 1/[A] – 1/[A]0 =2 k t , t = 945 s(3) ln(k/k ’)=(E a /R )(1/T ’-1/T ) , 573K 时k = 0.00223dm 3mol -1s -1,最大反应速率r max = k [A]02=3.6×10－4 moldm -3s -1.4． 450℃时实验测定气相反应3A + B →2C 的速率数据如下；实验 初压 / Pa 初速率－dp B / dt / (Pa/h) P A,0 P B,01． 100 1.00 0.0100 2． 200 1.00 0.0400 3． 400 0.50 0.0800 (1)若反应的速率方程为r = kP A x P B y ，求x 、y 及k 。
基元反应动力学练习题
基元反应动力学练习题7-1 双分子反应2A(g) B(g) + D(g),在623K、初始浓度为0.400mol dm－3时,半衰期为105s,请求出(1) 反应速率系数k(2) A(g)反应掉90%所需时间为多少?(3) 若反应的活化能为140 kJ mol-1, 573K时的最大反应速率为多少?解：(1) r = k[A]2 , t0.5= 1/(2 k[A]0) , k = 0.012dm3mol-1s-1(2) 1/[A]– 1/[A]0 =2 k t , t = 945 s(3) ln(k/k’)=(E a/R)(1/T ’-1/T) , 573K时k = 0.00223dm3mol-1s-1,最大反应速率r max = k[A]02=3.6×10－4 moldm-3s-1.7-2 500K时气相基元反应A + B = C，当A和B的初始浓度皆为0.20 mol dm-3时，初始速率为5.0×10-2 mol dm-3 s-1(1) 求反应的速率系数k；(2) 当反应物A、B的初始分压均为50 kPa（开始无C），体系总压为75 kPa时所需时间为多少？解：(1) r0 = k[A]0 [B]0 , k =1.25 dm3 mol-1 s-1(2) p0(A) = p0(B) , r = k p p (A) 2 , p =2 p0(A) - p (A) , p (A)= p0(A)/ 2 , k p = k/(RT) ,t1/2 =1/[ k p p0(A)] = 66 s7-3 已知在540―727K之间和定容条件下，双分子反应CO（g）+ NO2（g）→CO2（g）+NO（g）的速率系数k表示为k / (mol-1 dm3 s-1) = 1.2×1010exp[E a /(RT)]，E a= -132 kJ mol-1。
若在600K时，CO和NO2的初始压力分别为667和933Pa，试计算：(1) 该反应在600K时的k值； (2) 反应进行10 h以后，NO的分压为若干。
第七章 化学动力学习题
第七章化学动力学习题一、填空题1. 基元反应A＋2B ＝2C, 反应物的消耗速度率和产物的生成速率的速率常数分别为k 、k 和k ,则三者之间的关系为k ＝ .2. 已知反应2A --> P, A 的半衰期与其初始浓度成正比,此反应为 级.3. 催化剂可加快反应速率的主要原因是降低活化能或 .4. 质量作用定律表述为: .5. 某一级反应,在20 ℃时反应物浓度减少为原来的一半需要用10分钟, 此反应的速率常数为 .6. 催化剂只能改变 而不能改变 .7. 反应aA →产物, 若为一级反应,以 对时间t 作图可得直线;若为二级反应,以 对t 作图可得直线.8. 某对行反应在室温下的正、逆反应速率常数和平衡常数分别为k、k'和K;加入催化剂后,正、逆反应的速率常数和平衡常数分别为k 、k '和K .已知k ＝10k,则k '＝ k'及K ＝ K.9. 基元反应2Br·───> Br , k 为用Br·浓度表示的反应速率常数. Br 的生成速率d[Br ]/dt = .10. 某一级反应的半衰期t = 0.01 s,则其反应速率常数k = .二、选择题1. 下列反应中有可能是基元反应的是反应 .A. 2NH ─────-> N + 3HB. CH I + HI───> CH + IC. Pb( C H ) ──> Pb + 4C H ·D. 2H + 2O ────> H O2. 某反应速率常数为0.099 min ,反应物初浓度为0.2 mol.dm , 则反应物的半衰期为 .A. 1.01 min;B. 4.04 min;C. 7.0 min;D. 50.5 min.3. 某反应 a A ──> P, 分别以A 的初浓度[A] = 0.05 mol/L 和[A] = 0.10 mol/L 进行反应, 测得半衰期分别为15 min和30 min, 此反应为 级反应.A. 零,B. 一,C. 1.5,D. 二4. 某反应 a A ──> P, 分别以A 的初浓度[A] = 1.0 mol/L 和[A] = 0.10 mol/L 进行反应, 测得半衰期分别为 1 min 和10 min, 此反应为 级反应.A. 零,B. 一,C. 二,D. 三5. 反应A ─-> P 的速率常数为k =6.93 min . 反应物浓度由0.50 mol/L降到0.25mol/L 所需的时间为 min.A. 0.1,B. 0.2,C. 1.0,D. 106. 反应A + 2 B ─-> P, 以A 的浓度变化和B 的浓度变化表示的速率常数分别为k 和k , 则 .A. 2 k = k ,B. k = 2 k ,C. k = k ,D. k = k7. 反应A + 2 B ─-> P, 以A 的浓度变化和B 的浓度变化表示的反应速率分别为v 和v , 则 .A. v = 2 v ,B. v = 2 v ,C. v = v ,D. v = v8. 某反应的速率常数k = 3.0 mol .dm .min , 此反应为 级反应.A. 零,B. 0.5,C. 1.5,D. 二9. 反应a A ─-> P 的速率常数为0.02 min , 反应物A 的初浓度[A] =1.0 mol.dm .反应的半衰期为 min.A. 25,B. 34.7,C. 41,D. 5010. 某化学反应方程式2A ─> P, 则表明该反应为 .A. 二级反应,B. 双分子反应,C. 基元反应,D. 以上都无法确定三、计算题1. 在恒容容器中发生一级反应4A ─> B＋6C (各组分可视为理想气体),反应开始时只有A,压力为13.3 kPa,在1000 K时, 反应40分钟, 测得压力为20 kPa.(1)求反应速率常数k(1000K);(2)若800K时, k(800K) ＝3.5×10 min ,求活化能Ea.2．某温度下物质A 与等量物质B 混合,反应到1000秒时, A 已反应掉一半.计算反应2000秒后, A 的转化率:(1) 按零级反应计算;(2) 按对A 为一级,对B 为零级计算;(3) 按对A 及B 均为一级计算.3. 反应A+B→P. A 与B 按等摩尔比混合,反应10分钟后, A 反应掉75 ％.计算15分钟后, A 反应掉多少?(1)按一级反应; (2)按二级反应; (3)按零级反应.4. 某反应的速率常数为:温度25 ℃35 ℃k 3.46×10 s 1.35×10 s计算该反应的活化能与指前因子.5. 某物质A 的分解反应为一级反应,当初浓度为0.1 mol.dm 时, 经50分钟分解20 ％.求:(1) 反应速率常数k;(2) 半衰期t ;(3) 起始浓度为0.02 mol.dm 时,分解20 ％所需时间.。
大学物理化学7-动力学课后习题及答案精品资料
动力学课后习题习题 1某溶液中反应 A + B Y 开始时 A 与 B 的物质的量相等，没有 Y ，1h 后 A 的转化率为75%，问2h 后 A 尚有多少未反应？假设：（1）对 A 为一级，对 B 为零级；（2）对 A ，B 皆为一级；（3）对 A ，B 皆为零级。
习题 2某反应 A → Y ＋ Z ，在一定温度下进行，当－3－1的初始速率υA,0 =0.01mOl·dm·s。
试计算反应物－3及 x A =0.75 时，所需时间，若对反应物 At= 0，c A,0 =1mOl ·dm－3时，测定反应A 的物质的量浓度 c A＝ 0．50mOl ·dm (i) 0 级； (ii) 1 级； (iii) 2 级；习题 3已知气相反应 2A + B2Y 的速率方程为dp Akp A p B。
将气体 A 和 B 按物质的量dt比 2：1 引入一抽空的反应器中，反应温度保持400 K 。
反应经 10min 后测得系统压力为84 kPa，经很长时间反应完了后系统压力为63 kPa。
试求：(1)气体 A 的初始压力 p A,0及反应经 10 min 后 A 的分压力 p A；(2)反应速率系数 k A；(3)气体 A 的半衰期。
习题 4反应 2A(g)+B(g)Y(g)的动力学方程为－dcB= k B c1A.5 c B0. 5。
今将 A 与 B 的摩尔比为dt2∶ 1 的混合气体通入400 K 定容容器中，起始总压力为 3.04 kPa，50s 后，总压力变为 2.03 kPa，试求反应的反应速率系数k B及 k A。
习题 5已知反应 2HI → I2 + H 2，在 508℃下，HI 的初始压力为 10132.5 Pa 时，半衰期为 135 min ；而当 HI 的初始压力为 101 325 Pa 时，半衰期为 13.5 min 。
试证明该反应为二级，并求出反应速率系数 (以 dm3·mol －1· s－1及以P a－1· s－1表示 )。
第七章 化学反应动力学
第七章化学反应动力学一．基本要求1．掌握化学动力学中的一些基本概念，如速率的定义、反应级数、速率系数、基元反应、质量作用定律和反应机理等。
2．掌握具有简单级数反应的共同特点，特别是一级反应和a = b的二级反应的特点。
学会利用实验数据判断反应的级数，能熟练地利用速率方程计算速率系数和半衰期等。
3．了解温度对反应速率的影响，掌握Arrhenius经验式的4种表达形式，学会运用Arrhenius经验式计算反应的活化能。
4．掌握典型的对峙、平行、连续和链反应等复杂反应的特点，学会用合理的近似方法（速控步法、稳态近似和平衡假设），从反应机理推导速率方程。
学会从表观速率系数获得表观活化能与基元反应活化能之间的关系。
5．了解碰撞理论和过渡态理论的基本内容，会利用两个理论来计算一些简单反应的速率系数，掌握活化能与阈能之间的关系。
了解碰撞理论和过渡态理论的优缺点。
6．了解催化反应中的一些基本概念，了解酶催化反应的特点和催化剂之所以能改变反应速率的本质。
7．了解光化学反应的基本定律、光化学平衡与热化学平衡的区别，了解光敏剂、量子产率和化学发光等光化反应的一些基本概念。
二．把握学习要点的建议化学动力学的基本原理与热力学不同，它没有以定律的形式出现，而是表现为一种经验规律，反应的速率方程要靠实验来测定。
又由于测定的实验条件限制，同一个反应用不同的方法测定，可能会得到不同的速率方程，所以使得反应速率方程有许多不同的形式，使动力学的处理变得比较复杂。
反应级数是用幂函数型的动力学方程的指数和来表示的。
由于动力学方程既有幂函数型，又有非幂函数型，所以对于幂函数型的动力学方程，反应级数可能有整数（包括正数、负数和零）、分数（包括正分数和负分数）或小数之分。
对于非幂函数型的动力学方程，就无法用简单的数字来表现其级数。
对于初学者，要求能掌握具有简单级数的反应，主要是一级反应、a = b的二级反应和零级反应的动力学处理方法及其特点。
第七章 化学动力学热力学第二定律重庆大学物理化学教研室编物理化学答案第七章
第七章7-1、证明对于二级反应，当反应物的原始浓度相同时，作用掉3/4原始反应物所需时间等于此反应半衰期的三倍． 证明：对于二级反应000][3)14311(][1)111(][1A k A k A k t ααθαθ=--=--= 02/1][1A k t α=2/13t t =∴θ7-2、反应A ２+B ２→2AB 若为基元反应，速率方程应当怎样？只根据速率方程能否确定是否基元反应？ 解：速率方程为]][[22B A k r =只根据速率方程不能确定是基元反应。
例如: H 2+I 2=2HI 的速率方程为 ]][[22I H k r =,但H 2+I 2=2HI 的反应并不是基元反应。
所以只跟据速率 方程不能确定是基元反应。
7-3、试证明一级反应在其原始反应物的转化率从0→50%，50→75%及75→87.5%所需的每段反应时间都等于ln2/k 。
解：对于一级反应：0→50%的时间： k t 2ln 1=50→75%的时间：k k k t 2ln 2ln 4311ln 1=--= 75→87.5%的时间：k k k t 2ln 4311ln 18711ln 1=---= 7-4、反应(CH 3)2CHN=NCH(CH 3)2(g) →N 2(g)+C 6H 12(g)为一级反应。
若反应在恒容反应器中进行，则体系的压力逐渐增大。
假设t =0时，(CH 3)2CHN=NCH(CH 3)2(g)的压力为P i ，此时没有产物。
在t =t 时，反应体系的压力为P 。
证明k =1/t ln[P i /（2P i –P ）]解：设(CH 3)2CHN=NCH(CH 3)2(g) , N 2(g), C 6H 12(g)分别为A, B, C A → B + Ct=0 P A,0 0 0 t=t P A,0-P B P B P c =P B 系统总压力 P= P A,0-P B +(P B+ P B )= P A,0+P B 反应物A 的分压P A = P A,0-P B = P A,0-(P- P A,0)=2P A,0-P一级反应⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=P P P t P P t k i i A A 2ln 110, 7-5、温度升高，反应速率为什么增大？从阿仑尼乌斯公式和碰撞理论来解释。
第七章 化学动力学判断题答案
1．在同一反应中各物质的变化速率相同。
解：错，同一化学反应各物质变化速率比等于计量系数比。
2．若化学反应由一系列基元反应组成，则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。
解：错，总反应速率与其他反应速率的关系与反应机理有关。
3．单分子反应一定是基元反应。
解：对，只有基元反应才有反应分子数。
4．双分子反应一定是基元反应。
解：对，只有基元反应才有反应分子数。
5．零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。
解：对。
6．若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。
解：对。
7．一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。
解：错。
8．一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。
解：错。
9．若反应A + B→Y + Z的速率方程为：r=kc A c B，则该反应是二级反应，且肯定不是双分子反应。
解：错，不一定是双分子反应。
10. 下列说法是否正确：(1) H2+I2=2HI 是2 分子反应；(2) 单分子反应都是一级反应，双分子反应都是二级反应。
；(3) 反应级数是整数的为简单反应(4) 反应级数是分数的为复杂反应。
解：(1) 错。
(2) 错。
(3) 错。
(4) 对。
11．对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，反应速率越快，因此升高温度有利于生成更多的产物。
解：错，若为可逆反应，温度升高则逆反应速率常数也增加。
12．若反应(1)的活化能为E1，反应(2)的活化能为E2，且E1 > E2，则在同一温度下k1一定小于k2。
解：错，A与E a和k o都有关。
13．若某化学反应的Δr U m < 0，则该化学反应的活化能小于零。
解：错，E a > 0。
14．对平衡反应A←→Y，在一定温度下反应达平衡时，正逆反应速率常数相等。
解：错，对行反应达平衡时，正、逆反应速率相等。
15．复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。
解：错，复杂反应中只有连续反应的速率决定于其中最慢的一步。
16．反应物分子的能量高于产物分子的能量，则此反应就不需要活化能。
动力学练习题及答案
1.速率方程：速率方程不浮上固体及水的浓度；气体反应物可用分压代替浓度；k-速率常数质量作用定律：对于基元反应：mA+nB→C2. 影响化学反应速率的因素内因：反应物的本性;外因：（1）浓度/分压升高，单位体积分子数增多，单位体积活化分子数增多；（2）催化剂，可降低活化能（3）温度升高，一方面使分子能量普遍升高；另一方面还可以使碰撞次数增多，有效碰撞增多.3. 封闭体系、恒温恒压、只做体积功时，自发反应总是朝着Gibbs自由能减小方向举行，至△rGm＝0达平衡，体系自由能降至最小值△rGm<0 正向自发反应；△rGm>0逆向自发反应△G=△H-T△S例一：有基元反应，A+B=C ，下列讲述准确的是( )A. 此反应为一级反应B. 两种反应物中，无论哪一种的浓度增强一倍，都将使反应速度增强一倍C. 两种反应物的浓度同时减半，则反应速度也将减半D. 两种反应物的浓度同时增大一倍，则反应速度增大两倍例二：对于反应速度常数k ，下列说法准确的是( )A. 速度常数值随反应物浓度增大而增大;B. 每个反应惟独一个速度常数;C. 速度常数的大小与浓度有关;D. 速度常数随温度而变化;例三：某化学反应在任何温度下都可以自发举行，此反应需满意的条件是：（A ）∆H<0, ∆S>0; （B ）∆H>0, ∆S<0;（C ）∆H>0, ∆S>0; （D ）∆H<0, ∆S<0例四：对于一个化学反应，下列各组中关系准确的是：ΘΘΘΘm m ΘΘΘΘm m (A) ΔrG >0, K <1; (B) ΔrG >0, K <1;(C) ΔrG <0, K =1; (D) ΔrG <0, K <1;例一：答案B 利用基元反应化学反应速率方程式求解例二：答案D 速率常数与温度、活化能、指前因子A有关例三：答案A ∆G=∆H-T∆S＜0 能自发举行例四：答案A。
第07章--基元反应动力学--习题及答案
第07章--基元反应动⼒学--习题及答案第七章基元化学反应动⼒学习题及答案1. N 2O 5在25℃时分解反应的半衰期为5.7h, 且与N 2O 5的初始压⼒⽆关。
试求此反应在25℃条件下完成90%所需时间。
解：由题意知此反应为⼀级反应 111216.07.56932.06932.021-===h t kt k y1)11ln(=- h k y t 9.181216.0/)%9011ln(/)11ln(1=-=-=即完成90％所需时间为18.9h 。
2．异丙烯醚⽓相异构化成丙烯酮的反应是⼀级反应，其反应速率系(常)数与温度的关系为：k /s －1 =5.4×1011exp(－122 474 J ·mol －1/RT )，150℃下，反应开始时只有异丙烯醚，其压⼒为101 325 Pa ，问多长时间后，丙烯酮的分压可达54 kPa 解：k /S －1＝5.4×1011exp[－122474/8.314×（150＋273）]＝4.055×10－4据题意：kt p p t=0lnt 410005.454000101325101325ln-?=-t ＝1877S3. 双分⼦反应2A(g)?→?k B(g) + D(g),在623K 、初始浓度为0.400mol dm －3时,半衰期为105s,请求出 (1) 反应速率系数k(2) A(g)反应掉90%所需时间为多少?(3) 若反应的活化能为140 kJ mol-1, 573K时的最⼤反应速率为多少? 解：(1) r = k[A]2 , t0.5= 1/(2 k[A]0) , k = 0.012dm3mol-1s-1(2) 1/[A]– 1/[A]0 =2 k t, t = 945 s(3) ln(k/k’)=(E a/R)(1/T ’-1/T) , 573K时k = 0.00223dm3mol-1s-1,最⼤反应速率r max = k[A]02=3.6×10－4 moldm-3s-1.4． 450℃时实验测定⽓相反应3A + B→2C的速率数据如下；实验初压 / Pa 初速率－dpB/ dt / (Pa/h)PA,0 PB,01． 100 1.00 0.0100 2． 200 1.00 0.0400 3． 400 0.50 0.0800(1)若反应的速率⽅程为r = kPA x PBy，求x、y及k。
基元反应题目
基元反应的题目1、题目：在密闭容器中进行下列反应：X2(g) + Y2(g)⇌2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是( )A.c(Z) = 0.35 mol/LB.c(X2) = 0.2 mol/LC.c(Y2) = 0.4 mol/LD.c(X2) + c(Y2) + c(Z) = 0.55 mol/L【分析】本题考查化学平衡的建立，关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答，难度不大。
【解答】若反应向正反应进行，假定完全反应，则：X2(g)+Y2(g)加热⇌催化剂2Z(g)起始浓度(mol/L) 0.1 0.3 0.2变化浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.2平衡浓度(mol/L) 0 0.2 0.4若反应逆反应进行，假定完全反应，则：X2(g)+Y2(g)加热⇌催化剂2Z(g)起始浓度(mol/L) 0.1 0.3 0.2变化浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.2平衡浓度(mol/L) 0.2 0.4 0由于为可逆反应，物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2，0.2<c(Y2)<0.4，c(Z)<0.4；故选B。
2、题目：在密闭容器中进行下列反应：C(s) + H_{2}O(g) \overset{催化剂}{\underset{高温}{\rightleftharpoons}}CO(g) + H_{2}(g)，已知起始浓度c(H_{2}O)/mol \cdot L^{- 1} = 4，平衡时各物质的浓度不再发生变化，则下列说法正确的是（）A.该可逆反应已达到平衡状态B.反应不再进行C.c(CO)=2mol⋅L−1D.c(H2)>c(CO)>c(H2O)>c()【分析】本题考查化学平衡的建立，关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答，难度不大。
反应动力学 习题及答案
反应动力学 习题一、判断题：1、催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应。
.........................（ ）2、质量作用定律适用于任何化学反应...............................................（ ）3、反应速率常数取决于反应温度，与反应物、生成物的浓度无关。
................（ ）二、选择题：1.若 反 应：A + B → C 对 A 和 B 来 说 都 是 一 级 的， 下 列 叙 述 中正 确 的 是....（ ）。
(A) 此 反 应 为 一 级 反 应；(B) 两 种 反 应 物 中， 当 其 中 任 一 种 的 浓 度 增 大 2 倍， 都 将 使 反 应 速 率 增 大 2 倍；(C) 两 种 反 应 物 的 浓 度 同 时 减 半， 则 反 应 速 率 也 将 减 半；(D) 该 反 应 速 率 系数 的 单 位 为 s -1。
2. 反 应 A + B → 3D 的 E a ( 正 ) = m kJ·mol -1，E a ( 逆 ) = n kJ·mol -1， 则 反 应 的△r H m = ............ （ ）。
(A) (m -n ) kJ·mol -1； (B) (n -m ) kJ·mol -1； (C) (m -3n ) kJ·mol -1； (D) (3n -m ) kJ·mol -1。
3. 下 列 关 于 催 化 剂 的 叙 述 中， 错 误 的 是................................................（ ）。
(A) 在 几 个 反 应 中， 某 催 化 剂 可 选 择 地 加 快 其 中 某 一 反 应 的 反 应 速 率；(B) 催 化 剂 使 正、 逆 反 应 速 率 增 大 的 倍 数 相 同；(C) 催 化 剂 不 能 改 变 反 应 的 始 态 和 终 态；(D) 催 化 剂 可 改 变 某 一 反 应 的 正 向 与 逆 向 的 反 应 速 率 之 比。
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第07章基元反应动力学习题及答案2第七章 基元化学反应动力学习题及答案1. N 2O 5在25℃时分解反应的半衰期为5.7h, 且与N 2O 5的初始压力无关。
试求此反应在25℃条件下完成90%所需时间。
解：由题意知此反应为一级反应 111216.07.56932.06932.021-===h t kt k y1)11ln(=-h k y t 9.181216.0/)%9011ln(/)11ln(1=-=-=即完成90％所需时间为18.9h 。
2．异丙烯醚气相异构化成丙烯酮的反应是一级反应，其反应速率系(常)数与温度的关系为：k /s －1 =5.4×1011exp(－122 474 J ·mol －1/RT )，150℃下，反应开始时只有异丙烯醚，其压力为101 325 Pa ，问多长时间后，丙烯酮的分压可达54 kPa ？解：k /S －1＝5.4×1011exp[－122474/8.314×（150＋273）]＝4.055×10－4据题意：ktppt=0ln3t410005.454000101325101325ln-⨯=-t ＝1877S3. 双分子反应2A(g)−→−k B(g) + D(g),在623K 、初始浓度为0.400mol dm －3时,半衰期为105s,请求出 (1) 反应速率系数k(2) A(g)反应掉90%所需时间为多少?(3) 若反应的活化能为140 kJ mol -1, 573K 时的最大反应速率为多少? 解：(1) r = k [A]2 , t 0.5= 1/(2 k [A]0) , k = 0.012dm 3mol -1s -1 (2) 1/[A] – 1/[A]0 =2 k t , t = 945 s(3) ln(k/k ’)=(E a /R )(1/T ’-1/T ) , 573K 时k = 0.00223dm 3mol -1s -1,最大反应速率r max = k [A]02=3.6×10－4 moldm -3s -1.4． 450℃时实验测定气相反应3A + B →2C 的速率数据如下；实验 初压 / Pa 初速率－dp B / dt / (Pa/h) P A,0 P B,01． 100 1.00 0.0100 2． 200 1.00 0.0400 3． 400 0.50 0.0800(1)若反应的速率方程为r = kP A x P B y ，求x 、y 及k 。
(2)求P A =150Pa P B = 0.75Pa 时反应的速率。
解：（1）把1、2两组数据分别代入速率方程r ＝kp A X ·p B Y并相比，得：r 1/r 2＝(100/200)X即 0.0100/0.0400＝（100/200）Xxlg1/2＝lg1/4 所以 x＝2r2/r3＝（200/400）2·(1.00/0.50)y＝(1/2)2·2y即 0.04/0.08＝（1/2）2·2y所以 y＝1因为 r＝kpA X·pBy＝kpA2pB所以 k＝r/pA 2pB代入第一组数据：k＝0.0100/1002×1得 k＝1.00×10－6Pa-2·h-1(1)r＝kpA 2pB＝1.00×10－6×1502×0.75＝0.0169Pah-15. 某反应物A的分解反应为2级反应，在300K时，分解20%需要12.6min，340K时，在相同初始浓度下分解完成20%需3.2min，求此反应的活化能。
解：由公式1/C－1/Co ＝k2t得：1/[（1－20％）Co ]－1/Co＝k2t ①1/(20％Co)－1/Co ＝k2't'②①比②得：k2t/ k2't'＝1 ，即 k2/ k2'45＝t '/t ＝3.2/12.6因为 )11(ln ''22TT R E k ka -=所以 16.122.3''22.29057)30013401()ln(314.8)11()/ln(-=-⨯=-=mol J TT k k R E a6. (7…7…4…7) 恒容气相反应 A （g ）→D （g ） 的速率常数k 与温度T 具有如下关系式：ln （k / s -1）= 24.00 －KT 9622（1） 确定此反应的级数；（2） 计算此反应的活化能；（3） 欲使A （g ）在10min 内转化率达90%，则反应温度应控制在多少度？ 解：（1）题中所给k 的单位为S －1,所以反应为一级反应。
（2） lnk ＝－E a /R ·1/T ＋C 与ln(k/S -1)＝24.00－9622/（T/K ）相比较可得： E a /R ＝9622K6E a ＝9622K ·R ＝80.00KJ ·mol-1（3）t k y1)11ln(=- 112303.010/)%9011ln(/)11ln(-=-=-=S t y k由ln(k/s -1)＝24.00－9622/（T/K ） 得：0.2303＝24.00－9622/（T/K ） T＝404.8K……………………p3053 解：(1) 2NH 3 == N 2 + 3H 2，四分子反应是不存在的，故逆向不是基元反应，根据微观可逆性原理，说明正向也不是基元反应。
(2) N 2O 5 == 2NO 2 + 1/2O 2，反应分子数没有分数，故逆向不是基元反应，根据微观可逆性原理，正向也不是基元反应。
(3) 2H + 2O == H 2O 2，四分子反应是不存在的，故正向不是基元反应，根据微观可逆性原理，说明逆向也不是基元反应。
(4) 2HI == H 2 + I 2，理论和实践均证实该反应不是基元反应。
4解：k p =1.8×104 (kPa ·min)-1，说明是二级反应，-dc/dt = k c c 2，-dp/dt = k p p 2，p=cRT ，则k c =k p RT = 1.8×104×8.314×500 = 7.48×107 mol -1·dm 3·min -1p3162 解：2A(g) + B(g) —→ E(g), 三分子反应，r=kc A 2c B7r 1/2/r 0=k(1/2c A,0)2(1/2c B,0)/(k(c A,0)2(c B,0))=1：83 解： A —→ B + C ， 总压 t=0 p 0,A p 0,B p 0,B p 0=p 0,A +2p 0,B t=t p t,A p 0,A -p t,A +p 0,B p 0,A -p t,A +p 0,B p t =2p 0,A +2p 0,B -p t,A t=∞ 0 p 0,A + p 0,B p 0,A + p 0,B p ∞=2p 0,A + 2p 0,B 由总压关系知：p ∞- p 0= p 0,A ， p ∞ - p t = p t,A 则：lnkt p p p p p p tAt A =--=∞∞0,,0ln4解：一级反应：t 1/2=ln2/k ，t 3/4=ln(1/(1-3/4))/k=ln4/k=2ln2/k= 2t 1/2，t 3/4/t 1/2= 2。
t 0.99= ln(1/(1-0.99))/k= ln100/k=2ln10/k, t 0.99/t 1/2=2ln10/ ln2=6.645 二级反应：t 1/2=1/kc 0，t 3/4=(1/(1/4 c 0)-1/ c 0)/k=3/kc 0，t 3/4/t 1/2=3。
t 0.99=(1/(0.01 c 0)-1/ c 0)/k=99//kc 0，t 0.99/t 1/2=(99//kc 0)/( 1/kc 0)=99 5解：A →P, t 1/2=ln2/k=69.3s, k=0.01s -1, ln(1/(1-0.8))=kt, t=ln5/0.01=160.94s 6解：t 7/8/t 1/2= 3, 是一级反应：t 7/8=(1/(1-7/8))/k=ln8/k=3ln2/k= 3t 1/2。
7解： (NO 2)CH 2COOH(l) → CH 3NO 2(l) + CO 2(g) t=0t=t 0 c 0 0 t=t c t V t t=∞ 0 V ∞ c 0∝V ∞, c t ∝V ∞- V t ln 00ln ()t tc V k t t c V V ∞∞==--, 21,2,1lnln ()t t V V k t t V V V V ∞∞∞∞-=---,121,2ln()t t V V k t t V V ∞∞-=--, ,121,21ln t t V V k t t V V ∞∞-=--8t/min 2.28 3.92 5.92 8.42 11.92 17.47 ∞ V/cm 3 4.09 8.05 12.02 16.01 20.02 24.02 28.94 k/min -10.1060.1050.1080.1060.107平均：k=0.1064 min -18 解：212121()ln a E T T k k R T T -=⨯⨯, 44(308298)9.8610ln 3.19108.314308298a E ---⨯=⨯⨯⨯, E a =86.11kJ mol -1 k =A exp(-E a /RT ), 9.86×10-4=A exp(-86110/(8.314×308)), A =3.96×1011s -1 3.19×10-4=A exp(-86110/(8.314×298)), A =3.96×1011s -1, A =3.96×1011s -1 9 解：t 1/2=ln2/k 1, k 1=0.693/600=1.155×10-3min -1 ln(1/0.25)= k 2×30, k 2=0.0462 min -1 211211ln a E k k R T T ⎛⎫=- ⎪⎝⎭, 320.046225060011ln 1.155108.3141073T -⎛⎫=- ⎪⨯⎝⎭, T 2=1235Kp322页1 证明：Z AA =1/2π(r A +r A )2(8kT/πμ)1/2N A 2, μ=m A 2/2 m A = m A /2 Z AA =8 r A 2(πkT/ m A )1/2N A 23解：(1) q =exp[-E c /(RT )], q =exp[-100000/(8.314×400)], q =8.73×10-14 q =exp[-120000/(8.314×400)], q =2.13×10-16 (2) q 2/ q 1= exp[ΔE c /(RT )]= exp[10000/(8.314×400)]=20.23(3) q 2/ q 1= exp[-100000/(8.314×1000)]/ exp[-100000/(8.314×400)]=6.84×107 p329页 3 证明：k =c kT K h≠, ln k =ln kTh +ln K c ≠，2ln a E k T RT ∂=∂=22ln 1c r m K U RT T T RT RT θ≠≠∂∆+=+∂，E a =r m U θ≠∆+RT 双分子气相反应：r m H θ≠∆=r m U θ≠∆+(1-2)RT ，r m U θ≠∆=r m H θ≠∆+RT9E a =r m U θ≠∆+RT =r m H θ≠∆+2RT4 证明：对于气相反应A →B ：k T =exp exp r mr m S H kT h R RT θθ≠≠⎛⎫⎛⎫∆∆- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, E a =r m H θ≠∆+RT ，阿仑尼乌斯公式：k T =exp aEA RT⎛⎫- ⎪⎝⎭，对比：A =exp r mS ekT h R θ≠⎛⎫∆ ⎪⎝⎭（第七章） 基元反应动力学练习题7-2 500K 时气相基元反应A + B = C ， 当A 和B 的初始浓度皆为0.20 mol dm -3时，初始速率为5.0×10-2 mol dm -3 s -1 (1) 求反应的速率系数k ；(2) 当反应物A 、B 的初始分压均为50 kPa （开始无C ），体系总压为75 kPa 时所需时间为多少？解：(1) r 0 = k [A]0 [B]0 , k =1.25 dm 3 mol -1 s -1(2) p 0(A) = p 0(B) , r = k p p (A) 2 , p =2 p 0(A) - p (A) , p (A)= p 0(A)/ 2 , k p = k /(RT ) ,t 1/2 =1/[ k p p 0(A) ] = 66 s7-3 已知在540―727K 之间和定容条件下，双分子反应CO （g ）+ NO 2（g ）→CO 2（g ）+NO （g ）的速率系数k 表示为k / (mol -1 dm 3 s -1) = 1.2×1010exp[E a/(RT )]，E a = -132 kJ mol -1。