化学动力学计算题
化学化学反应速率动力学计算练习题速率常数与反应级数的计算
化学化学反应速率动力学计算练习题速率常数与反应级数的计算在化学领域中,研究反应速率是一项重要的任务。
反应速率是指单位时间内反应物消耗或产物生成的量,它和反应物浓度之间存在一定的关系。
为了更好地计算反应速率,我们需要使用化学反应速率动力学。
化学反应速率动力学是研究反应速率与反应物浓度之间关系的科学方法。
在化学反应过程中,反应物浓度的变化对于反应速率有着重要的影响。
根据反应物的浓度与时间的关系,可以得到不同反应级数之间的速率常数。
一、零级反应的速率常数与反应级数的计算对于零级反应来说,反应速率与反应物浓度无关,常数为k。
而根据反应物消耗的量与时间的关系,可以使用下式来计算零级反应的速率常数:rate = -Δ[A] / Δt = k其中,rate表示反应速率,Δ[A]表示反应物的浓度变化量,Δt表示时间变化量。
二、一级反应的速率常数与反应级数的计算对于一级反应来说,反应速率与反应物浓度成正比,常数为k。
根据反应物浓度的变化与时间的关系,可以使用下式来计算一级反应的速率常数:rate = -Δ[A] / Δt = k[A]其中,rate表示反应速率,Δ[A]表示反应物的浓度变化量,Δt表示时间变化量,[A]表示反应物A的浓度。
三、二级反应的速率常数与反应级数的计算对于二级反应来说,反应速率与反应物浓度的平方成正比,常数为k。
根据反应物浓度的变化与时间的关系,可以使用下式来计算二级反应的速率常数:rate = -Δ[A] / Δt = k[A]²其中,rate表示反应速率,Δ[A]表示反应物的浓度变化量,Δt表示时间变化量,[A]表示反应物A的浓度。
四、复合反应的速率常数与反应级数的计算复合反应可以由多个一级反应组成,也可以由不同级数的反应组合而成。
对于复合反应来说,反应速率与各个反应物浓度的乘积成正比,常数为k。
根据反应物浓度的变化与时间的关系,可以使用下式来计算复合反应的速率常数:rate = -Δ[C] / Δt = k[A]ⁿ[B]ᵐ其中,rate表示反应速率,Δ[C]表示产物C的浓度变化量,Δt表示时间变化量,[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度,ⁿ和ᵐ分别表示反应物A和B的反应级数。
化学反应动力学计算题
化学反应动力学计算题化学反应动力学是研究化学反应速率的科学,它探究反应速率和反应物浓度的关系以及反应的机理。
在这个计算题中,我们将通过给定的反应速率常数和初始浓度来计算反应的速率常数和反应物浓度随时间的变化。
首先,我们假设一个一级反应的情况,反应方程式为A → 产物。
在一级反应中,反应速率与反应物的浓度成正比,表达式为r = k[A]。
我们已知反应速率常数k为0.05 s^-1,初始浓度[A]为0.1 mol/L。
我们需要计算出在反应时间t=10 s时,反应物浓度[A]的值。
首先,我们可以使用一级反应速率方程来计算出反应物在任意时间t的浓度:[A] = [A₀] * e^(-kt)其中,[A]为时间t时的反应物浓度,[A₀]为初始浓度,k为反应速率常数,e为自然对数的底数。
代入已知的值,我们可以计算出:[A] = 0.1 * e^(-0.05*10)通过计算,我们得到[A] ≈ 0.0364 mol/L。
接下来,我们将计算该反应在10秒内的平均反应速率。
平均反应速率可以通过反应物浓度的变化量与反应时间的比值来计算。
平均反应速率= Δ[A] / Δt我们已知初始浓度[A₀]为0.1 mol/L,在10s内,反应物浓度减少为0.0364 mol/L。
因此,变化量Δ[A]为0.1 - 0.0364 = 0.0636 mol/L。
反应时间Δt为10s。
代入已知的值,我们可以计算出:平均反应速率= 0.0636 mol/L / 10 s ≈ 0.00636 mol/(L·s)因此,在10s内,该反应的平均反应速率为0.00636 mol/(L·s)。
通过这个计算题,我们可以看到一级反应速率与反应物浓度的关系,以及如何计算出反应物浓度随时间变化和反应的平均反应速率。
请注意,在实际的化学反应动力学中,反应物的浓度变化通常是非线性的,我们需要使用更复杂的方程模型来描述这些反应。
此计算题仅仅是一个简单的示例,用于理解基本的反应动力学原理。
化学动力学计算题
第十一章 化学动力学计算题1.放射性同位素的蜕变速率符合一级反应的规律(蜕变速率与放射性同位素的数量成正比)。
210Po 经α蜕变生成稳定的206Pb :210Po → 206Pb + 4He 。
实验测得14 d 后放射性降低了6.85%,试求210Po 的蜕变速率常数和半衰期,并计算它蜕变掉90%时所需要的时间。
解:2.双分子反应2A(g)−→−kB(g) + D(g), 在623 K 、初始浓度为0.400 mol·dm -3时,半衰期为105 s, 求出: (1) 反应速率常数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, 573 K 时的最大反应速率为多少?解:(1) 由基元反应得: v = k [A]2那么: t 1/2= 1/(2k [A]0), k = 1/(2t 1/2[A]0)=1/(2×105×0.400) dm 3·mol -1·s -1=0.0120 dm 3·mol -1·s -1(2) 由1/[A] – 1/[A]0 =2kt得: 1/0.1[A]0 – 1/[A]0 =2kt1/0.0400 – 1/0.400 = 2×0.0120×t所以: t = 945 s(3) 由ln(k/k ')=(E a /R )×(1/T '-1/T )得: ln(0.012/k ')=(140000/8.314)×(1/573-1/623)k ' = 0.00223 dm 3·mol -1·s -1,因此, 最大反应速率v max = k '[A]02= 0.00223×(0.400)2 mol·dm -3·s -1=3.6×10-4 mol·dm -3·s -113d 1007.50685.011ln d 14111ln 1--⨯=-=-=A A x t k d 137d 1007.52ln 2ln 132/1=⨯==--A k t d 45490.011ln d 1007.5111ln 113=-⨯=-=--A A x k t3.蔗糖在稀溶液中,按照下式水解:C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6(葡萄糖) + C 6H 12O 6(果糖)当温度与酸的浓度一定时,反应速率与蔗糖的浓度成正比。
化学动力学练习题
化学动力学练习题(一)填空题1.物理吸附的吸附热与气体的⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽相近。
2.基元反应 H·+Cl 2 −→− HCl +Cl·的反应分子数是 。
3.平行反应,反应1和反应2的指前因子(参量)相同,活化能分别 为100kJ·mol -1 和70 kJ·mol -1,当反应在1000 K 进行时,两个反应的反应速率系(常)数之比k k 12= 。
4.复合反应 2A B k 3−→−−Y 其 -=d d A c t; d d B c t = ; d d Y c t= 。
5.将反应物A 和B 置于抽空密闭容器中于等温等容下进行气相反应 3 A + B 2Y ,此反应的-=d d d Y d p t p t(总)()()。
6.对元反应 A k −→−2Y , 则d c Y / d t = ,-d c A / d t = 。
7.对反应A P ,实验测得反应物的半衰期与与初始浓度c A,0成反比,则该反应为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽级反应。
8.建立动力学方程式所需的实验数据是 。
处理这些实验数据以得到反应级数和反应速率常数,通常应用以下三种方法,即 法、 法和 ___________法。
9.对反应A P ,反应物浓度的对数ln c A 与时间t 成线性关系,则该反应为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽级反应。
10.直链反应由三个基本步骤组成,即 、 、 。
11.质量作用定律只适用于 反应。
12.某化合物与水相作用时,该化合物初浓度为1 mol •dm -3,1 h 后其浓度为0.8mol •dm -3,2 h 后其浓度为0.6 mol •dm -3,则此反应的反应级数为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽,此反应的反应速率系(常)数k =⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
13.气相基元反应2A −→−k B 在一恒定的容器中进行,P o 为A 的初始压力,P t 为k 1Y k 2 Z A时间t时反应体系的总压力,此反应的速率方程dP t / dt =14.某化学反应在800 K时加入催化剂后,其反应速率系(常)数增至500倍,如果指前因子(参量)不因加入催化剂而改变,则其活化能减少。
(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 =。
化学动力学典型例题
一、 选择题1. 某反应的计量方程和速率方程分别为2A+B=2D[][][][][]1122d A d B d D r k A B dt dt dt =-=-==则该反应的分子数为 ( D )(A )单分子反应 (B )双分子反应(C )三分子反应 (D )不能确定2. 某反应进行完全的时间是有限的,且0/t c k =,该反应级数为 ( D ) (A)一级(B )二级 (C)三级 (D)零级3. 当某一反应物的初始浓度为时30.04mol dm -⋅,消耗一半所需时间为360s 。
初始浓度为30.024mol dm -⋅时,消耗一半需600s 。
则反应的级数为( C )(A)零级 (B )1.5级 (C)二级(D)一级4.有一个起始物浓度相等的二级反应,当反应物消耗1/3时的时间为10min ,若再消耗1/3所需的时间为 ( C )(A)10min (B )20min (C)40min(D)50min5*.某一级反应,反应物转化99.9%所需的时间是半衰期的 ( C )(A) 2倍 (B)5倍 (C)10倍(D)20倍说明:99.9% equals to 1023/1024, 1/2→3/4→7/8→……→1023/1024,要经历10个半衰期。
6.某反应在起始物浓度下降一半时,其半衰期也缩短一半,则该反应的级数为( D )(A)一级 (B )1.5级 (C)二级(D)零级7.有一平行反应(1)1k A B −−→,(2)2K A D −−→,已知反应(1)的活化能大于反应(2)的活化能,如下措施哪种不能改变产物B 和D的比例? ( C )(A)提高反应温度 (B )加入合适催化剂(C)延长反应时间 (D)降低反应温度说明:延长时间,不能改变活化能,也不能改变速率系数。
8.两个都是一级的平行反应(1)1k A B −−→,(2)2K A D −−→,设反应开始时产物的浓度为零。
下列结论不正确的是( C ) (A) 12k k k =+表现 (B )[][]12B k k D = (C),1,2a a E E E =+表现 (D)1/212ln 2t k k =+ 说明:速率系数是两个速率系数之和,A 和D 是对的;产物浓度初始浓度为零时,产物浓度之比是速率系数之比。
化学反应动力学的练习题
化学反应动力学的练习题化学反应动力学是研究反应速率和反应的速率规律的学科。
这个领域的重要内容就是解决反应速率与温度、浓度、催化剂等因素的关系。
本篇文章将结合一些练习题,来说明化学反应动力学的相关概念和计算方法。
一、题目解析1. 硫酸铁(III)催化硫代硫酸钠分解的反应:2NaSSO3 + 2H2SO4 → 3SO2 + 2Na2SO4 + H2O它的速率方程为:v = k[H2SO4]m[NaSSO3]n,已知当[H2SO4]=0.2mol/L,[NaSSO3]=0.1mol/L时,反应速率为2.25mol/L·min。
请问该反应的速率常数 k、反应级数 m 和 n 分别为多少?二、解答过程在解答该练习题之前,我们首先需要了解速率常数、反应级数和速率方程的概念。
速率常数:表示反应速率与反应物浓度关系的比例常数,用符号 k表示。
反应级数:根据反应物浓度与速率之间的关系,确定反应速率方程的指数值。
速率方程:表示反应速率与反应物浓度之间的关系式。
对于题目中给出的反应速率方程:v = k[H2SO4]m[NaSSO3]n,已知当[H2SO4]=0.2mol/L,[NaSSO3]=0.1mol/L时,反应速率为2.25mol/L·min。
我们可以根据题目给出的数据,利用速率方程求解:v = k[H2SO4]m[NaSSO3]n二次代入已知条件:2.25 = k × (0.2)m × (0.1)n ----(1)为了确定每个指数的值,我们需要利用不同条件下的反应速率数据来进行消元计算。
考虑尝试不同的条件,我们可以重复着这一过程直到找到一个关系成立的组合。
假设此时反应速率为 v₁:v₁ = k × (c₁[NaSSO3]) × (c₂[H2SO4]) ----(2)将条件1代入方程2,我们得到:2.25 = k × (0.2/c₂ )m × (0.1/c₁ )n ----(3)为了方便计算,我们可以将等式两边取对数:log(2.25) = log(k) + mlog(0.2/c₂) + nlog(0.1/c₁) ----(4)继续进行计算,可得:log(2.25) = log(k) + -log(c₂)/log(5) + (log(0.1) - log(c₁))/log(10) ----(5)整理方程,我们可以得到:log(k) = log(2.25) + log(c₂)/log(5) - (log(0.1) - log(c₁))/log(10) ----(6)根据已知条件,我们可以计算出 c₁和 c₂的值,将其代入方程6中求解 log(k)。
化学化学动力学练习题化学反应速率和反应机理
化学化学动力学练习题化学反应速率和反应机理化学动力学是研究化学反应速率和反应机理的一门学科。
通过对反应速率和反应机理的研究,可以揭示反应的基本过程,为实际生产和控制化学反应提供依据。
本文将针对化学动力学的相关知识进行练习题的介绍和分析。
练习题一:反应速率的计算已知反应A → B的速率方程为r = k[A]^2,浓度为0.2 mol/L的反应物A在10秒钟内消耗了0.01 mol,求在该反应中的速率常数k的值。
解析:速率方程为r = k[A]^2,反应物A的浓度为0.2 mol/L,反应时间为10秒,消耗的反应物A的摩尔数为0.01 mol。
根据速率方程,可得到r = k(0.2)^2,代入已知数据,得到0.01/10 = k(0.2)^2,解得k ≈ 0.05 mol^-1 s^-1。
练习题二:反应级数的确定已知反应2A + B → C,实验数据如下:实验组 [A] (mol/L) [B] (mol/L) 初始速率 (mol/(L·s))组1 0.1 0.1 0.01组2 0.1 0.2 0.02组3 0.2 0.1 0.04根据实验数据,确定反应的级数和速率方程。
解析:根据实验数据我们可以观察到,当[A]不变,[B]翻倍时,初始速率增加了2倍,说明反应速率与[B]的浓度成正比,所以反应级数为一级。
将反应的速率方程设定为r = k[A]^n[B]^m,代入实验数据可以得到以下关系:组1:0.01 = k(0.1)^n(0.1)^m组2:0.02 = k(0.1)^n(0.2)^m组3:0.04 = k(0.2)^n(0.1)^m由组2除以组1可以得到(0.02/0.01) = (0.1/0.2)^m,计算得到(0.2)^m = 0.5,以此类推,可以得到:(0.2)^m = 0.5(0.1)^n = 2解得n ≈ 1,m ≈ -1。
所以反应的速率方程为r = k[A][B]^-1。
练习题三:反应机理的推测已知反应E + F → G的速率方程为r = k[E][F]^2,线性拟合实验数据得到反应速率方程为ln(r) = ln(k) + ln([E]) + 2ln([F])。
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
BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY
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
化学动力学练习题掌握反应速率的计算
化学动力学练习题掌握反应速率的计算化学动力学练习题:掌握反应速率的计算化学动力学是研究化学反应速率及其与反应条件之间的关系的一个分支学科。
在化学动力学研究中,计算反应速率是一个重要的基本问题。
本文将通过一系列练习题,帮助读者掌握反应速率的计算方法。
练习题1:已知反应A → B的速率方程为v = k[A],初始浓度[A]0 = 0.2 mol/L,反应时间t = 30秒,计算速率常数k。
解答:根据速率方程v = k[A],可以写出v = k[A]0。
由题意,t = 30秒,[A]0 = 0.2 mol/L,v = k[A]0,代入已知数据可得v = k * 0.2。
速率v = 1 / t,代入已知数据可得速率v = 1 / 30。
将上述两个式子联立解方程,可得k = (1 / 30) / 0.2 = 0.1667 s^(-1)。
练习题2:已知反应2A + B → C的速率方程为v = k[A]^[2][B]。
反应初始浓度[A]0 = 0.2 mol/L,[B]0 = 0.3 mol/L,反应时间t = 20秒,计算速率常数k。
解答:根据速率方程v = k[A]^[2][B],可以写出v = k[A]0^[2][B]0。
由题意,t = 20秒,[A]0 = 0.2 mol/L,[B]0 = 0.3 mol/L,v =k[A]0^[2][B]0,代入已知数据可得v = k * (0.2)^[2] * 0.3。
速率v = 1 / t,代入已知数据可得速率v = 1 / 20。
将上述两个式子联立解方程,可得k = (1 / 20) / ((0.2)^[2] * 0.3) = 8.33 s^(-1)·(mol/L)^[2]。
练习题3:已知反应A + B → C的速率方程为v = k[A]^[0.5][B]^[2],反应初始浓度[A]0 = 0.4 mol/L,[B]0 = 0.2 mol/L,反应时间t = 10秒,计算速率常数k。
工科大学化学(物理化学)化学动力学部分习题及解答
17.实验测得 N2O5 在不同温度下的分解反应速率常数,试作图求 N2O5 分解反应的活化能。(答 案:103.68kJ·mol-1)
T/K 273.15 k/min 4.7×10-5
298.15 2.0×10-3
318.15 3.0×10-2
338.15
解:以 lnk 对 T -1 作图,可得一条直线 (如右图所示),其斜率=12470,
N2O5
NO2+ NO3 ,
NO2+ NO3
NO2 + O2 + NO (慢),
NO2+ NO3
NO + NO3
2NO2
N2O5 ,
(答案:
)
解: 总反应为:2N2O5 ? 4NO2+O2,
∵
,而:
解得:
,
∴
15.某反应的历程为 A ?D , D + C 在低压下是二级反应。
G,试证明该反应在高压下是一级反应,
解:(1)
(2) 根据
可求得:E1 = E-1= 44.36 kJ.mol-1
(3)
A ========= C + D
t = 0 101325
0
0
t = t 101325 -px
px
px
故:p 总= 101325+ px
故 Ea = 12470R =103.68 kJ·mol-1
3.0×10-1
18.乙酸乙酯与氢氧化钠皂化反应的速率常数在 282.55 K 时为 2.37(mol·L-1)-1·s-1;287.55 K 时增 至 6.024(mol·L-1)-1·s-1,求:(1)活化能 Ea 及频率因子 A;(2) 334.55 K 的反应速率常数;(3) 用以
化学反应动力学练习题1
化学反应动力学练习题一、计算题1.340K 时N 2O 5分解反应有如下实验数据求60s 内和120s 到240s 的平均速率。
2.某基元反应A(g)+2B(g)D(g)+E(g),某温度下,将一定量的A 和B 通入一定体积的容器中。
(1)当A 和B 各消耗50%时反应速率为起始率的几倍?(2)在恒温下,将容器的体积减少一半时反应速率是起始速率的多少倍?3.一定温度下反应CO(g)+Cl 2 (g) COCl 2有下列实验数据求(1)反应级数;(2)速率方程;(3)速率常数。
4.反应N2O 52NO 2+21O 2速率常数随温度变化的实验数据如下,求该反应的活化能。
5.反应CO(CH2COOH) 2 CH 3COCH 3+2CO 2,在283K 时速率常数k 为 6.48×10-3 mol 〃L -1〃min -3,在333K 时速率常数k 为3.29mol 〃L -1〃min -1。
求303K时反应的速率常数。
6.密闭容器中进行的某基元反应A(g)+2B(g) 2C(g)当反应物的起始浓度分别为cA =0.2mol〃L-1,cB=0.3mol〃L-1时的反应速率为0.72mol〃L-1〃s-1,若温度不变增大反应物浓度,使 cA=1.2mol〃L-1,cB=0.6mol〃L-1,此时反应速率多大?为原来反应速率的多少倍?7.某温度下反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的实验数据如下:(1)写出该反应的速率方程式并指出反应级数;(2)计算速率常数;(3)当c(NO)=0.15mol〃L-1,c(O2)=0.080 mol〃L-1时反应速率是多少?8.反应C2H6→ C2H4+ H2,开始阶段反应级数近似为3/2级,910 K时速率常数为1.13 dm3/2·。
试计算C2H6(g) 的压强为1.33×104 Pa 时的起始分解速率υ9.295K时,反应 2 NO + Cl2→ 2 NOCl,反应物浓度与反应速率关系的数据如下:(2)写出反应的速率方程。
(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 =。
化学动力学典型例题
一、 选择题 1. 某反应的计量方程和速率方程分别为2A+B=2D[][][][][]1122d A d B d D r k A B dt dt dt=-=-==则该反应的分子数为( D )(A )单分子反应 (B )双分子反应(C )三分子反应 (D )不能确定 2. 某反应进行完全的时间是有限的,且0/t c k =,该反应级数为 ( D ) (A)一级(B )二级 (C)三级 (D)零级 3. 当某一反应物的初始浓度为时30.04mol dm -⋅,消耗一半所需时间为360s 。
初始浓度为30.024mol dm-⋅时,消耗一半需600s 。
则反应的级数为( C )(A)零级 (B )1.5级 (C)二级 (D)一级4.有一个起始物浓度相等的二级反应,当反应物消耗1/3时的时间为10min ,若再消耗1/3所需的时间为 ( C )(A)10min (B )20min (C)40min (D)50min5*.某一级反应,反应物转化99.9%所需的时间是半衰期的 ( C )(A) 2倍 (B)5倍 (C)10倍 (D)20倍说明:99.9% equals to 1023/1024, 1/2→3/4→7/8→……→1023/1024,要经历10个半衰期。
6.某反应在起始物浓度下降一半时,其半衰期也缩短一半,则该反应的级数为( D )(A)一级 (B )1.5级 (C)二级 (D)零级7.有一平行反应(1)1k A B −−→,(2)2K A D −−→,已知反应(1)的活化能大于反应(2)的活化能,如下措施哪种不能改变产物B 和D 的比例?(C )(A)提高反应温度 (B )加入合适催化剂(C)延长反应时间 (D)降低反应温度说明:延长时间,不能改变活化能,也不能改变速率系数。
8.两个都是一级的平行反应(1)1k A B −−→,(2)2K A D −−→,设反应开始时产物的浓度为零。
下列结论不正确的是( C )(A) 12k k k =+表现 (B )[][]12B k k D =(C),1,2a a E E E =+表现 (D)1/212ln 2t k k =+说明:速率系数是两个速率系数之和,A 和 D 是对的;产物浓度初始浓度为零时,产物浓度之比是速率系数之比。
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 =。
化学反应动力学练习题1
化学反应动力学练习题一、计算题1.340K时N2O5分解反应有如下实验数据时间0 60 120 180 240c (N2O5)/mol·L-10.160 0.113 0.080 0.056 0.040求60s内和120s到240s的平均速率。
2.某基元反应A(g)+2B(g) D(g)+E(g),某温度下,将一定量的A和B通入一定体积的容器中。
(1)当A和B各消耗50%时反应速率为起始率的几倍?(2)在恒温下,将容器的体积减少一半时反应速率是起始速率的多少倍?3.一定温度下反应CO(g)+Cl2 (g) COCl2有下列实验数据时间初始速率/mol-1·ls-1 CO Cl20.100.10 1.20×10-20.0500.10 6.00×10-30.0500.050 2.13×10-3求(1)反应级数;(2)速率方程;(3)速率常数。
4.反应N2O52NO2+21O2速率常数随温度变化的实验数据如下,求该反应的活化能。
T/K273 298 308 318 328 338k/s-17.87×10-7 3.46×10-5 1.35×10-4 4.98×10-4 1.50×10-3 4.87×10-35.反应CO(CH2COOH)2CH3COCH3+2CO2,在283K时速率常数k为 6.48×10-3 mol·L-1·min-3,在333K时速率常数k为3.29mol·L-1·min-1。
求303K 时反应的速率常数。
6.密闭容器中进行的某基元反应A(g)+2B(g) 2C(g)当反应物的起始浓度分别为cA =0.2mol·L-1,cB=0.3mol·L-1时的反应速率为0.72mol·L-1·s-1,若温度不变增大反应物浓度,使 cA=1.2mol·L-1,cB=0.6mol·L-1,此时反应速率多大?为原来反应速率的多少倍?7.某温度下反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的实验数据如下:初始浓度/mol·L-1初始速率/mol·L-1·s-1 c(NO)C(O2)1 2 30.0200.0100.0100.0200.0200.0102.0×10-25.0×10-32.5×10-3(1)写出该反应的速率方程式并指出反应级数;(2)计算速率常数;(3)当c(NO)=0.15mol·L-1,c(O2)=0.080 mol·L-1时反应速率是多少?8.反应C2H6→ C2H4+ H2,开始阶段反应级数近似为3/2级,910 K时速率常数为1.13 dm3/2·。
化学反应动力学活化能计算练习题熟练计算反应的活化能和速率常数
化学反应动力学活化能计算练习题熟练计算反应的活化能和速率常数化学反应动力学研究了反应速率和反应机理的关系,其中活化能是一个重要概念。
本文将介绍如何计算化学反应的活化能和速率常数,并给出一些相关的练习题。
一、活化能的定义和计算方法活化能是指化学反应中起始物质的能量与反应中间体的能量之差。
其计算公式如下:Ea = RT ln(k/T)其中,Ea表示活化能;R为理想气体常量(8.314 J/(mol·K));T 为反应温度(K);k为速率常数。
二、速率常数的计算方法速率常数是指单位时间内反应物消耗或生成物生成的摩尔数的比例系数。
1. 一级反应对于一级反应,速率方程可表示为:r = k[A]其中,r为反应速率;k为速率常数;[A]为反应物的浓度。
2. 二级反应对于二级反应,速率方程可表示为:r = k[A]^2其中,r为反应速率;k为速率常数;[A]为反应物的浓度。
3. 伪一级反应对于伪一级反应,其速率方程可以看作是一级反应的速率方程,但实际反应机理可能不同。
三、活化能和速率常数的计算练习题练习题1:已知一级反应的速率常数为0.05 min^-1,在298 K时的活化能为80 kJ/mol。
求在400 K时的速率常数和活化能。
解答:根据活化能的计算公式 Ea = RT ln(k/T),我们可以列式求解:80 kJ/mol = (8.314 J/(mol·K)) * 298 K * ln(0.05/298)求得:ln(0.05/298) ≈ -18.01将以上结果代入 Ea = RT ln(k/T) 可得:80 kJ/mol = (8.314 J/(mol·K)) * 400 K * ln(k/400)化简可得: ln(k/400) ≈ 4.81进一步化简可得:k ≈ 400 * e^4.81 ≈ 12143.2 min^-1练习题2:已知二级反应的速率常数为0.02 mol^-1·L·s^-1,在25 ℃时的活化能为75 kJ/mol。
化学动力学计算题
第十一章 化学动力学计算题1.放射性同位素的蜕变速率符合一级反应的规律(蜕变速率与放射性同位素的数量成正比)。
210Po 经α蜕变生成稳定的206Pb :210Po → 206Pb + 4He 。
实验测得14 d 后放射性降低了6.85%,试求210Po 的蜕变速率常数和半衰期,并计算它蜕变掉90%时所需要的时间。
解:2.双分子反应2A(g)−→−kB(g) + D(g), 在623 K 、初始浓度为0.400 mol·dm -3时,半衰期为105 s, 求出: (1) 反应速率常数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, 573 K 时的最大反应速率为多少?解:(1) 由基元反应得: v = k [A]2那么: t 1/2= 1/(2k [A]0), k = 1/(2t 1/2[A]0)=1/(2×105×0.400) dm 3·mol -1·s -1=0.0120 dm 3·mol -1·s -1(2) 由1/[A] – 1/[A]0 =2kt得: 1/0.1[A]0 – 1/[A]0 =2kt1/0.0400 – 1/0.400 = 2×0.0120×t所以: t = 945 s(3) 由ln(k/k ')=(E a /R )×(1/T '-1/T )得: ln(0.012/k ')=(140000/8.314)×(1/573-1/623)k ' = 0.00223 dm 3·mol -1·s -1,因此, 最大反应速率v max = k '[A]02= 0.00223×(0.400)2 mol·dm -3·s -1=3.6×10-4 mol·dm -3·s -113d 1007.50685.011ln d 14111ln 1--⨯=-=-=A A x t k d 137d 1007.52ln 2ln 132/1=⨯==--A k t d 45490.011ln d 1007.5111ln 113=-⨯=-=--A A x k t3.蔗糖在稀溶液中,按照下式水解:C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6(葡萄糖) + C 6H 12O 6(果糖)当温度与酸的浓度一定时,反应速率与蔗糖的浓度成正比。
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解: (1) 由
1 ln
1 xA
(k1 k2 )t
代入已知条件:k1(400 K) = 0.1 s-1; k2(400 K) = 0.01 s -1
则
ln 1 0.1s1 0.01s1 10s
1 xA
解得:
xA = 0.667
因为 cY / cZ = k1 / k2,cY + cZ = cA,0xA
kA/104s1
4.43 4.37 4.46
3155 4.50
kA =4.44×104 s1
t1/2 =ln2 /kA =1.56×103 s 。
8-2-1 均相反应2A+B
3Y+Z在一定温度体积下进行,
测得动力学数据如下:
实验编号
12 3
4
反应温度T/K
300 300 300 320
cA,0/molm3 cB,0/molm3
从实验1,2,3可以计算出300 K时,kA(300K)的平均值。 kA(300K)=1.5×107 m6·mol2·s1
(2) 把(1)的结果代入Arrhenius方程,得
ln
kA kA
320 K 300 K
Ea R
1 320 K
1 300
K
解得: Ea=200 kJ·mol1
8-2-2 某反应在15.05℃时的反应速率系(常) 数为34.40×103 dm3·mol1·s1,在40.13℃时的 反应速率系(常)数为189.9×103 dm3·mol1·s1。求反应的活化能,并计算 25.00℃时的反应速率系(常)数。
t / s 0 390 777 1587 3155 p/kPa 41.3 54.4 65.1 83.2 103.9
试计算该反应在504℃的反应速率系(常)数及半衰期。
解:p =3p0 =123.9 kPa
kA
1 ln t
cA,0 cA
1 ln t
p p0 p pt
t/s
390 777 1587
k1[c(NO)]2 k1 k2c(O2 )
A,0/molm3s1
1200 1200 600 500 300 500 108 64.8 27.0
800 800 11530
其中cA,0及cB,0分别表示A及B的初始浓度;A,0表示A的初始消耗
速率,即
dcA dt
,假定反应速率方程的形式为A
kAcA cB
。
(1)确定,的值和总反应级数;
(2)计算活化能。
;c(N2O2 )
k1 k1
[c(NO)]
2
;
dc(NO dt
2
)
2k2c(O 2
)c(N 2O2
)
2k2c(O 2
)
k1 k1
[c(NO)]
2
2k1k2 k1
[c(NO)]
2 c(O2 ) ;
按稳定态处理法
dc(N2O2 dt
)
k1[c(NO)]2
k1c(N2O2
)
k2c(O2
)c(N2O2
)
0
c(N2O2)
所以 cY = 0.0606 mol·dm-3,cZ = 0.00606 mol·dm -3 ;
(2)
400
K时,cY
/
cZ
k1 (400 K) k2 (400K)
10
500
K时,cY
/
cZ
k1(500K) k2 (500K)
1.0
故在400 K反应对主产物更有利。
8-3-2
平行反应
k1 A
k2
已知
lg(k1
/
s1
)
2000 T/K
4.00
lg(
k2
/
s
1
)
4000 T/K
8.00
(1) 若开始只有A,且cA,O = 0.1 mol·dm-3,计算400 K时,经 10 s,A的转化率为多少 ? Y和Z的浓度各为多少 ? (2) 用具体计算说明,该反应在500 K进行时,是否比400 K 时更为有利 ?
Y 为一级反应,
Z
反应的活化能E1 = 1088 kJ·mol1, E2 = 837 kJ·mol1,指前
参量k0,1 = k0,2,试问温度由300K升高至 600K,反应产物中
Y与Z的浓度之比提高了多少倍?
解: cY cZ
k1 k2
E1 / RT
k e 0,1 E2 / RT
k e 0,2
解:(1) A kAcA cB
由实验1,3知,cB,0不变,cA,0减半,而A,0仅为原来的1/4; 可知 =2。
由实验1,2知,cA,0不变,cB,0从500 molm3 降到300 molm3,
而A,0从108 molm3s1降到64.8 molm3s1;可知 =1。
故 A k cA2 cB
解:ln
k(T2 ) k (T1 )
Ea R
T1 T2 T1T2
即
ln
189.9 103 34.40 103
8.
314J
Ea K1
mol1
(288.20 313.28)K 313.28K 288.20K
E a = 51.13 kJ·mol1
ln k(T ) Ea ( 1 1 ) k(T1) R T T1
8-4-1 反应 2NO(g) + O2(g)== 2NO2(g) 的反应机理为:
2NO k1
N2O2 ;
N2O2 k1 2NO ;
O2 +N2O2 k2 2NO2 。
试分别用平衡态处理法与稳定态处理法建立总反应的
动力学方程式。
解:按平衡态处理法:
c(N 2O2 ) [c(NO)] 2
k1 k1
e(E1E2 ) / RT
cY cZ
600K
cY cZ
300K
( E1 E2 / RT )
ee( E1 E2 ) / RT
E1 E2 ( 1 1 )
e R T T
e
(108.883.7) 8.314J·K 1·m ol1
103
(
1 600
K
1 300
K
)
153
即Y与Z的浓度比提高了153倍。
即 ln
k(T )
51.13 103 kJ mol1 ( 1 1 )
34.40 103
8.314J K1 mol1 298.15K 288.20K
k(T) = 70.12×10-3dm3·mol-1·s-1。
8-3-1 下列平行反应,主、副反应都是一级反应:
k1 A
k2
Y(主反应) Z(副反应)
解:
kA
1 ln t
cA,0 cA
1 ln V0 t Vt
t / min
5 10 20 30 50
kA / min1 0.0434 0.Hale Waihona Puke 436 0.0428 0.0440
0.0440
<kA> =0.0436 min1
8-1-2 二甲醚的气相分解是一级反应: CH3OCH3(g)CH4(g)+ H2(g)+ CO(g) 504℃时把二甲醚充入真空的定容反应器内,测得总压力数据如下: