第十一章 化学动力学习题

8、反应机理为
k1
A
k-1
B
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 k1 D(g)
A(g) k2 B(g)
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 =( ). ( k +k ) c
1、 50℃时，A物质在溶剂中进行分解反应，反 应 为一级，初速率A0=1.00 10-5mol· dm-3· s-1，1 小时后速率A=3.26 10-6mol· dm-3· s-1。 试求(1)kA ; (2)t½ ; (3)cA0 解: (1) A0= kA cA0， A= kA cA ， A0/A= cA0/cA
500℃时的初速率。
解: (1) 10 1.33 1.33 10 1.33 10 20 5.33 2.66 10 4 1.33 10 2
4 2
2
10 1.33 1.33 10 1.33 10 30 10.64 5.32 104 2 0.665 10 2
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
ຫໍສະໝຸດ Baidu于速率系数之比，
k1 x1 k2 x2
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
c A0 A0 ln ln k A t , k A 1.1209h -1 3.113 10 4 s -1 cA A
(2) t½ = ln2 / kA = 2226 s
(3) cA0= A0 / kA = 0.0321mol · dm-3
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：
２、 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）= （ ）。
解：（1） t=0 t =t A（g） + 3B(g) pA,0 pA pB,0 pB 2C(g) 0 2/3(pB,0 -pB)
C ,实验测得B为非常活泼的中间产物， B ）。
(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 。
9、基元反应 2A B , 为双分子反应，此反应的 级数（ D ） (A) 可能小与2； （B） 必然为1； (C) 可能大 与2 ；（D）必然为2 . 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， D 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 解：一级反应kt 1/2=ln2 3 kt ½=ln(c0/c)=ln(n0/n)=3ln2=ln23 所以 n0/n=23=8 ,n=n0/8
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c～t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
始浓度cA,0无关。
以ln{cA}～{t}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：[c]-1[t]-1。 只有一种反应物的二级反应的半衰期t1／2与反应物A 的初始浓度cA,0和kA成反比。 以1／{cA}～{t}作图为一直线，直线的斜率为kA。
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：[c][t]-1
•零级反应的半衰期t1／2与反应物A的初始浓度cA,0成 正比，而与kA成反比
•以 {cA}～{t}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t1／2与kA成反比，而与反应物A的初
实验编号 1 pA0104/Pa 1.33 pB0102/Pa 1.33
dpB0 Pa h -1 dt
1.33
2
3
2.66
5.32
1.33
0.665
5.33
10.64
dpB k B p p (1) 试求动力学方程式 A B 中的、 dt 和 kB 。
(2) 计算实验3条件下，B反应掉一半所需的时间。 (3) 若已知活化能为188kJ· mol-1，试计算实验3在
2、在指定条件下，任一基元反应的反应分子数与反应级 数之间的关系是（ D ）。 (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 3. 基元反应的分子数是个微观的概念，其值（ B ）。 (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 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 此反应的级数为（ A ）。
(A)
零级 ；（B） 一级； （C）3/2级； (D) 二级 。
5、在化学动力学中，质量作用定律（ C ） (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。
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) 2 ; (B) 2/3; (C) 3/2 ; (D) 3 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，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 ）。 （A） 零级反应 ；（B） 一级反应；（C）二级反应； （D）0.5级反应 因为c A,0-c A=kAt,当c A=0时，t=t= c A,0/kA 8、连串反应A B 当反应稳定后，则（
因 pA =1/3pB(pC,0=0且pA,0=1/3 pB,0）,
1 2 2 2 p 总 pB pB ( pB , 0 pB ) pB , 0 pB 3 3 3 3 2 因此 dp / dt (dpB / dt ) 3
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
4 2 2
1
- 2 -1 1.33 kB 2 Pa h 2 4 2 pA01 pB01 1.33 10 1.33 10 5.65 10 11 Pa - 2 h -1
01


pB0 dpB 2 ln k 'B t 解: (2) k B p A pB k ' B pB pB dt ln 2 ln 2 t1 2 h 11 4 k 'B 2 5.65 10 5.32 10 4.33h
11、 平行反应
（1）
B(g), 产物
A(g)
（2）
D(g) ,副产物 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 （ B ）的方法。 (A) 恒温反应； （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
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 CA，0 的 2/3 时所需的时间相同，所以该反应为 （ 一 ） 级反应。 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
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。
第十一章
一、概念题
化学动力学习题
1、在一定温度下，反应 A + B 2D
的反应速率既可表示为-dcA /dt =kAcAcB, 也可表示为
dcD /dt =kDcAcB ．速率系数kA和kD的关系为（ ）．
kA kB kY k Z ...... A B Y Z k A kD k A 2k D 1 2
1 2 A
10、 催化剂能够大大缩短化学反应达到化学平衡的时间， 而不能改变化学反应的（ ）。 平衡状态 k1 11、 某对行反应A + B C + D,当加入催化剂后其 k-1
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’=（ 3 ）k-1。
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=( C ). (A)2,2； （B）1,2 ; (C) 2,1 ; (D) 1,1