化学动力学A练习题
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一、选择题 ( 共10题 20分 )
1. 某反应物起始浓度相等的二级反应,k = 0.1 dm 3·mol -1·s -1,c 0= 0.1 mol ·dm -3,当
反应率降低 9 倍所需时间为:
( )
(A) 200 s
(B) 100 s
(C) 30 s
(D) 3.3 s
2. 两个活化能不相同的反应,如 E 2> E 1,且都在相同的升温度区间内升温,
则: ( )
(A)
21d ln d ln d d k k T T
> (B) 21d ln d ln d d k k T T
< (C )21d ln d ln d d k k T T
= (D) 21d d d d k k T T > 3. 一级反应完成 99.9% 所需时间是完成 50% 所需时间的:
( )
(A) 2 倍
(B) 5 倍
(C) 10 倍
(D) 20 倍
4. 某一同位素的半衰期为 12 h ,则 48 h 后,它的浓度为起始浓度的: ( )
(A) 1/16
(B) 1/8
(C) 1/4
(D) 1/2
5. 根据常识, 试确定238U 的半衰期近似为:(a 表示年) ( )
(A) 0.3×10-6 s (B) 2.5 min
(C) 5580 a (D) 4.5×109 a
6. 某具有简单级数的反应,k = 0.1 dm 3·mol -1·s -1,起始浓度为 0.1 mol ·dm -3,
当反应速率降至起始速率 1/4 时,所需时间为: ( )
(A) 0.1 s
(B) 333 s
(C) 30 s
(D) 100 s
7. 某反应在指定温度下,速率常数k 为 4.62×10-2 min -1,反应物初始浓度为
0.1 mol ·dm -3 ,该反应的半衰期应是: ( )
(A) 150 min
(B) 15 min
(C) 30 min
(D) 条件不够,不能求算
8. 假如具有下列半衰期的等物质的量的放射性元素中, 哪一种对生态是瞬时最危险的?
(A) 4.5×109 a (B) 65 a
(C) 1 min (D) 12 d
9. 在反应A k1
B
k2
C,A
k3
D 中,活化能E1> E2> E3,C 是所需
要的产物,从动力学角度考虑,为了提高C 的产量,选择反应温度时,应选择:( )
(A) 较高反应温度(B) 较低反应温度
(C) 适中反应温度(D) 任意反应温度
*. 若反应A + B k
k + -
C +
D 正逆向均为二级反应,则平衡常数K与正逆向速率常数
k+ , k- 间的关系为:( )
(A) K > k+/ k-
(B) K < k+/ k-
(C) K = k+/ k-
(D) K与k+/ k-关系不定
二、填空题( 共10题20分)
11.N2O5热分解反应速率常数在288 K时,为9.67×10-6 s-1, E a=100.7 kJ·mol-1,
338 K时,速率常数为____________________。
12. 反应F+D2→DF+D,由交叉分子束实验绘制了通量-速度-角度分布图,产物分子处于振动激发,且DF 在F原子的后向出现,且在“赤道”附近通量很大,说明____________能更有利于促进反应,F原子是与D2迎头碰撞,因此过渡态的优势构型为___________________。
13. 平行反应的总速率是所有平行发生的反应速率的____________________。
其决速步
是平行反应中反应速率最(填快,慢)的一个。
14. 反应H2O2+2H++2Br -→2H2O+Br2,随离子强度的增加,反应速率___________,若要改变反应速率25%,则离子强度应为_____________________________。
15. 在恒温下,加入催化剂能加快反应速率的原因是由
于。
而升高温度能增加反应速率的原因是由于。
16.碰撞理论中,速率常数k以m3·s-1为量纲换算为以mol-1·m3·s-1为量纲时,应乘以因子___________。
17. 一级反应半衰期与反应物起始浓度关系。
在一定温度下,某化学反应的平衡转化率为33.3%,在相同反应条件下,当有催
化剂存在时,其反应的平衡转化率________ 。
18. 2H2O2(aq) →2H20(l)+O2(g)被I-催化,已知E a(cat)=56.5 kJ·mol-1,
E a(uncat)=75.3 kJ·mol-1,则k(I-)/k(uncat)=_____________。
(T=298 K)
19. 在300 K时, 鲜牛奶5 h后即变酸, 但在275 K的冰箱里,可保存50 h, 牛
奶变酸反应的活化能是______________________________________。
20. 从分子反应动力学的观点看,发生反应性碰撞有两个因素,一是碰撞方位,一是相对平动能E R,对于
反应F+CH3D→CH3+FD,若E C=5.0 kJ·mol-1,E R=3
2
RT,反应截面的计算公式为σR=Pπd2(1-E C/E R),该
反应的空间因子P=______,σR=_______。
三、计算题( 共5题30分)
21基元化学反应CO+O2→CO2+O ,在2400 K~3000 K间,E a=424 kJ·mol-1,且2700 K时,A=3.5×109 mol-1·dm3·s-1。
2
3
(1) 求该反应的(指明标准态)∆≠S m ,∆≠H m ,∆≠
G m ;
(2) 当以p $=100 kPa 为标准态压力,且当作理想气体处理,求m H ≠∆$ ,m S ≠∆$ ,m G ≠∆$。
22. 反应 A → P 是12
级反应,试写出其速率方程积分式及t 12表达式。
23. 当两个质点相距时化学反应能量的净变化为:
E =I -E ea -e 2/(4πε 0R )
I 为电离能,E ea 为电子亲合能。
反应 K+Br 2→K ++Br 2-
已知:I =420 kJ ·mol -1,E ea =250 kJ ·mol -1,且d =R (K)+R (Br 2)=400 pm ,(4πε 0)-1=8.988×109 N ·m 2·C -2, e =
1.60×10-19 C, 请计算概率因子P 。
24. 某物质气相分解反应为平行一级反应:
A
k 1R A k 2S
298 K 时,测得k 1/k 2=24,请估算573 K 时k 1/k 2的数值。
25. 在碱性溶液中溴酚蓝的褪色是因为OH -与染料的醌式(蓝色)发生二级反应转变为无
色的醇式。
298.2 K 下,测得一系列p (压力)与k 的数据,如下:
p /kPa 5.51×104 11.02×104
k /10-4M -1·s -1 13.1 17.9
请求该反应之∆≠V m 。
四、问答题 ( 共 5题 30分 )
26. 乙醛的光解机理拟定如下:
(1) CH 3CHO + h ν → CH 3+ CHO (I 0)
(2) CH 3+ CH 3CHO → CH 4+ CH 3CO (k 2)
(3) CH 3CO → CO + CH 3 (k 3)
(4) CH 3+ CH 3 → C 2H 6 (k 4)
试推导出CO 的生成速率表达式和CO 的量子产率表达式。
27. 在自催化反应中,反应产物之一对正反应有促进作用,因而反应速率增长极快,
今有一简单反应 A → B ,其速率方程为 -d[A]/d t = k [A][B],始浓度为 [A]0[B]0,
解上述方程以求在反应某时刻 t 时的产物 B 的浓度。
28. 反应物 A 的光二聚反应历程为
A + h ν k 1A *, A *k 3 A + h ν f , A *+ A k 2A 2
推导 Φ(A 2) 及 Φf (荧光量子效率)的表达式。
29. 2SO 2+O 22SO 3, 其催化反应历程可写为:
2NO+O 211k
k - 2NO 2 NO 2+SO 222k
k - NO+SO 3 为获得总反应方程式, 第二步必须进行2次, 称为该元反应的化学计算数S 2=2,
请从上述具体反应,证明经验平衡常数K c 与各元反应速率常数间关系为:
4
K C =k k i i i -=⎛⎝ ⎫⎭⎪∏11S S S 为反应步骤数
30.对于取代反应的优势途径,传统上是按照其放能性大小判断。
根据态-态反应的实验,提出:一个自由基(或原子)与分子之间的取代反应,总是优先进攻分子中电负性较低的那个原子,今有下列反应:
请回答何种途径占优势?你对反应的择向性可提出何种见解。
一、选择题 ( 共10题 20分 )
1. A ,B 构成 1-1 级对峙反应,用 H + 催化可构成 2-2 级对峙反应,
314
++A B A+H B+H k k k k 则 k 1, k 2, k 3, k 4的关系为: ( )
(A) k 1= k 3, k 2= k 4 (B) k 1. k 3= k 2. k 4
(C) k 1+ k 3= k 2+ k 4 (D) k 4. k 1= k 2. k 3
2. 基元反应 A + B - C → A - B + C 的摩尔反应焓 ∆r H m < 0, B - C 键的键能
为 ε BC , A 为自由基,则反应活化能等于: ( B )
(A) 0.30 ε BC (B) 0.05 ε BC
(C) 0.05 ε BC + ∆H m (D) 0.05 ε BC - ∆H m
3. 反应 A →产物 为一级反应,2B → 产物 为二级反应,t 1(A) 和 t 1(B) 分别
表示两反应的半衰期,设 A 和 B 的初始浓度相等,当两反应分别进行的时间为
t = 2t 12(A) 和 t = 2t 12
(B) 时,A ,B 物质的浓度 c A ,c B 的大小关系为: ( C )
(A) c A > c B
(B) c A = c B
(C) c A < c B
(D) 两者无一定关系
4. 某反应的反应物消耗一半的时间正好是反应物消耗 1/4 的时间的 2 倍,则该反
应的级数是: ( B )
(A) 0.5 级反应
(B) 0 级反应
(C) 1 级反应
(D) 2 级反应
5. 下表列出反应 A + B → C 的初始浓度和初速:
初 始 浓 度 /mol ·dm 初 速
/mol ·dm -3·s -1
c A,0 c B,0 1.0 1.0 0.15
2.0 1.0 0.30
3.0 1.0 0.45
1.0
2.0 0.15
1.0 3.0 0.15
5
此反应的速率方程为: ( D )
(A) r = k c B
(B) r = k c A c B
(C) r = k c A (c B )2
(D) r = k c A
6. 实验测得反应 3H 2+ N 2→ 2NH 3 的数据如下:
实验 p H 2/kPa p N 2/kPa (-d p 总/d t ) / (Pa ·h -1) 1 13.3 0.133 1.33
2 26.6 0.13
3 5.32
3 53.2 0.0665 10.64
由此可推知该反应的速率方程 d p (NH 3)/2d t 等于: ( )
(A) kp H 23
p N 2
(B) kp H 22
p N 2
(C) kp H 2 p N 2
(D) kp H 2 p N 22
7. 化学反应速率常数的 Arrhenius 关系式能成立的范围是: ( D )
(A) 对任何反应在任何温度范围内
(B) 对某些反应在任何温度范围内
(C) 对任何反应在一定温度范围内
(D) 对某些反应在一定温度范围内
8. 当一反应物的初始浓度为 0.04 mol ·dm -3时,反应的半衰期为 360 s ,初始浓度
为 0.024 mol ·dm -3时,半衰期为 600 s ,此反应为: ( C )
(A) 0 级反应
(B) 1.5 级反应
(C) 2 级反应
(D) 1 级反应
9. 连串反应 A k 1B k 2 C 其中 k 1= 0.1 min -1, k 2= 0.2 min -1,假定反应开
始时只有 A ,且浓度为 1 mol ·dm -3 ,则 B 浓度达最大的时间为:
( )
(A) 0.3 min (B) 5.0 min
(C) 6.93 min (D) ∞
*. 二级反应的速率常数的单位是: ( D )
(A) s -1
(B) dm 6·mol -2·s -1
(C) s -1·mol -1
(D) dm 3·s -1·mol -1
二、填空题 ( 共10题 20分 )
11. 某反应,其速率常数 k (在313 K —473 K 范围内)与温度T 关系如下:
k /s -1=1.58×1015 exp(-128.9 kJ ·mol -1/RT ), 则该反应的级数为____1______,
6 343 K 时半衰期t 12
=ln2/1 k =1.87×04 s
12分子反应动力学理论认为,反应性截面σR =P πd 2(1-E C /E R ),式中P 为碰撞空间因子,E C 为临界能,E R 为相对平动能,因此弹性碰撞截面可表示为总碰撞截面与反应性碰撞截面之差,即σE =πd 2-P πd 2(1-E C /E R ),当E R <E C 时,σR =_______,σE =_______。
13. N 2O 5分解反应 2N 2O 5 ──→ 4NO 2+O 2 在T , p 一定时, 测得 d[O 2]/d t =(1.5×10-4 s -1)[N 2O 5], 反应单向进行基本能完全, 则该反应的
半寿期t 1/2 = _______________ s 。
14. 双分子反应,当E a ≥100 kJ ·mol -1,298 K 时有效碰撞率为_____________,1000 K
时为_______。
15.分别用反应物和生成物表示反应A +3B =2C 的反应速率, 并写出它们间关系为:。
16. 反应2[Co(NH 3)3Br]2++Hg 2++H 2O →2[Co(NH 3)Br]3++HgBr 2,随离子强度的增加反应速率___________,要使反应速率改变25%,则离子强度应为_____________________________。
17. 对于平行反应, 改变各平行反应K 值之比, 常采用方法有:。
18. 某反应需激发能量为126 kJ ·mol -1,相当于入射光的波长λ/nm =____________。
19. 某反应物的转化率分别达到 50%,75%,87.5% 所需时间分别为 t 12,2t 12,3t 12
,
则反应对此物质的级数为 _______ 。
三、计算题 ( 共 5题 30分 )
21. 茜黄素G 是一种酸碱指示剂,其反应可写作:
HG -+OH -11
k
k - G 2++H 2O 当pH=10.88,[H 2G]=1.90×10-4 mol ·dm -3时,测得弛豫时间τ=20 μs,上述反应的平衡常
数K =5.90×102mol -1·dm 3,计算反应的k f 和k b 。
22. 某一气相热分解反应 A(g)—→B(g)+C(g) , 其反应的半衰期与起始压力成反比,
且测有如下数据:967 K 时, k = 0.135 mol -1·dm 3·s -1, 起始压力为39.2 kPa, 求反应
的t 1 。
若1030 K 时,其k = 0.842 mol -1·dm 3·s -1, 求反应活化能及指前因子。
23分子反应动态学中提出一个鱼叉机理,如反应:
Na+Cl 2→Na ++Cl 2-
→NaCl+Cl
当两质点互相靠近其能量转移的净变化为
E =I -E ea -e 2/(4πε 0R )
I 为电离能,E ea 为电子亲合能,R 为接近的距离。
对上述反应,I =420 kJ ·mol -1,E ea =230 kJ ·mol -1,d =R (Na +)+R (Cl 2-)=350×10-12 m ,求反应的概率因子。
提示:(4πε 0)-1=8.988×109 N ·m 2·C -2,
e =1.60×10-19 C 。
24. 设一级反应 E a =10.46 kJ ·mol -1, A =5.00×1013 s -1, 问在什么温度下,
该反应的t 1/2为 :(1) 1 min, (2) 30 d (天) 。
25. 对于硬球反应,取d =0.2 nm ,E C (临界能)=50 kJ ·mol -1,P (空间因子)=1/2,若E R (相对平动能)= 25, 100, 250 kJ ·mol -1时,弹性碰撞截面σE 及σR 为多少?(提示:反应性碰撞截面σR =P πd 2(1-E C /E R ))
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四、问答题 ( 共 5题 30分 )
26. Co(NH 3)5Cl 2+之碱式水解反应历程如下:
Co(NH 3)5Cl 2++OH -11k
k - Co(NH 3)4(NH 2)Cl ++H 2O Co(NH 3)(NH 2)Cl +k 2Co(NH 3)4(NH 2)2++Cl -
Co(NH 3)(NH 2)2++H 2O k 3Co(NH 3)5(OH)2+
(1) 推导反应速率方程;
(2) 表观速率常数是否与[OH -]及[Co(NH 3)5Cl]2+等有关?
27. 对于三分子反应,有人认为确有三分子反应,但也有人认为并不存在真正的三分子反应。
今研究CH 4 + D 2 → CH 3D + HD ,当充以过量的氩气,实验得到其速率方程为d[CH 3D]/d t =k [CH 4][D 2][Ar],请推测反应历程,氩气在反应中起什么作用?
28. 什么是反应截面积?请予说明。
29. 对于反应0=B B B ν
∑,请根据反应速率的定义,推导出体积变化的反应速率表示式。
30. 何谓直接反应和复合反应?
一、选择题 ( 共10题 20分 )
1. 某二级反应,反应物消耗 1/3 需时间 10 min ,若再消耗 1/3 还需时间为: ( )
(A) 10 min
(B) 20 min
(C) 30 min
(D) 40 min
2. 如果反应 2A + B = 2D 的速率可表示为:
r = -12d c A /d t = - d c B /d t = 12
d c D /d t 则其反应分子数为: ( )
(A) 单分子
(B) 双分子
(C) 三分子
(D) 不能确定
3 对于反应 2NO 2= 2NO + O 2,当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时,其
相互关系为: ( )
(A) -2d[NO 2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O 2]/d t
(B) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = d ξ /d t
(C) - d[NO 2]/d t = d[NO]/d t = d[O 2]/d t
(D) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = 1/V d ξ /d t
4. 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 -1
5. 2A
k 1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]2
6. [X]0[Y]0[Z] 增加0.0050 mol·dm-3所需的时间/ s
0.10 mol·dm-30.10 mol·dm-372
0.20 mol·dm-30.10 mol·dm-318
0.20 mol·dm-30.05 mol·dm-336
对于反应X + 2Y →3Z,[Z] 增加的初始速率为:( )
(A) 对X 和Y 均为一级
(B) 对X 一级,对Y 零级
(C) 对X 二级,对Y 为一级
(D) 对X 四级,对Y 为二级
7. 均相反应 A + B k1
C +
D , A + B
k2
E +
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。
下述哪个是其充要条件?( )
(A) (1),(2) 都符合质量作用定律
(B) 反应前C,E 浓度为零
(C) (1),(2) 的反应物同是A,B
(D) (1),(2) 反应总级数相等
8. 两个一级平行反应A k1
B,A
k2
C,下列哪个结论是不正确的:
(A) k总= k1+ k2(B) k1/k2= [B]/[C]
(C) E总= E1+ E2(D) t
1
2
= 0.693/(k1+ k2)
9. 已知二级反应半衰期t
1
2为1/(k2c0),则反应掉1/4所需时间t1
4
应为:( )
(A) 2/(k2c0)
(B) 1/(3k2c0)
(C) 3/(k2c0)
(D) 4/(k2c0)
*. 反应 A + BC →AB + C 的焓变∆r H m> 0,A ,C 是自由基,εAB ,εBC
是分子AB,BC 的摩尔键焓。
以下哪个关系式可以近似估算该反应的活化能E a?
(A) 0.055εAB(B) 0.055εAB+ ∆r H m
(C) 0.055εBC(D) 0.055εBC- ∆r H m
二、填空题( 共10题20分)
11. 电子转移反应V3+ + Fe3+→ V4+ +Fe2+,实验求得反应速率方程为r=k[V3+][Cu2+],由此可见Cu2+在反应中起___________________________作用,而反应物Fe3+出现在反应历程的______________________阶段。
12. CH2CO光照射分解为C2H4及CO,当吸收光强I a=4.8×10-9 mol·s-1,且
Φ( C2H4)=1,Φ( CO)=2,则15.2 min内产品的物质的量n(CO)=_________,
n(C2H4)=____________。
8
9
13. 气相基元反应 2A k 1 B 在一恒容的容器中进行,p 0为 A 的初始压力, p t 为时
间 t 时反应体系总压,此反应速率方程 d p t / d t = 。
14. T =1000 K 时分子能量大于20 kJ ·mol -1的分率为____________________。
15. F.S.Willamson 和E.King 发现反应:
BrO 3- +3SO 32
-= Br - +3SO 42-
的起始速率由k [BrO 3-][SO 32
-][H +]确定, 其逆反应按照热力学观点,可能的
一个速率方程为_______________________________________。
16.红外化学发光是指态-态反应造成产物分子振—转激发以辐射形式失掉这些能量,其波长λ应大于__________,产生红外化学发光的条件应为____________________,从而使碰撞传能的概率几乎为零。
17. N 2和H 2合成NH 3, 在400℃下, 动力学实验测定结果表明没有催化剂时,
其活化能为334.9 kJ ·mol -1 ,用Fe 催化时, 活化能降至167.4 kJ ·mol -1。
假定催化和非催化反应的指前因子相等, 则两种情况下,反应速率常数之比值
k c a t / k 0) =______________________________。
18RRKM 理论对单分子反应的反应历程的阐述可表述为如下的反应图示:__________________________ ________________________________________。
19. 某一级反应在 35 min 内反应 30%,则其速率常数为 ,
在 5 h 后,此反应物反应掉 ____ %。
20. 对单分子反应速率理论,在Lindemann 理论基础上,Hinshelcoood 提出了修正,认为________________ _________________________________________________________________。
三、计算题 ( 共 5题 30分 )
21.肌球蛋白催化A TP 水解反应遵守Michaelis 历程,实验测定了不同温度下
ES P + E →的反应速率常数k 2,其中有两组数据如下:
T /K k 2×106/s -1
317.0 7.22
323.4 13.9
计算313.2 K 时的E 2,∆2≠H m $,∆2≠G m $及∆2≠S m $。
22. 浓度为 0.05 mol ·dm -3 的气体乙醛,分解成 CH 4和 CO 为二级反应, 2CH 3CHO = 2 CH 4+ 2CO
已知 773 K 时,反应进行 300 s 后有 27.6% 乙醛分解,在 783 K 时,
反应进行 300 s 后有 35.8% 乙醛分解,求 723 K 时的 k 值。
23. 当温度为298 K 而压力是(1) 10p ∃ ,(2) p ∃ ,(3) 10-6p ∃ 时,一个氩原子在一秒内受
到多少次碰撞(碰撞截面可视为σ =36 nm 2)?
24. 把一定量的 PH 3(g) 引入有惰性气体的 600℃ 的烧瓶中,PH 3(g)分解为
P 4(g) 和 H 2(g),(可完全分解),测得总压随时间的变化如下:
t / s 0 60 120 ∞
10-4 p / Pa 3.4984 3.6384 3.6734 3.6850
求反应级数及速率常数。
25. 反应 反-Co(en)2(OH)2k
−−→顺-Co(en)2(OH)2是1-1级对峙反应(en 代表乙二胺),298 K 时t 1/2=60.2
10 h ,∆≠H m =117.2 kJ ·mol -1,计算∆≠S m ,并对过渡态的结构作一定性描述。
四、问答题 ( 共 5题 30分 )
26. 在海拔20-40 km 的高空, 少量臭氧(~10ppm)吸收了太阳的大部分(95~99%)有害
紫外辐射, 因此人们力图保护高空大气层中的臭氧。
已知臭氧分解反应O 3(g)+O(g)—→
2O 2(g)且NO , 及Cl 能起催化作用。
试述NO 及Cl 催化O 3分解的反应历程,并解释致冷剂CFCl 3和雾化剂CF 2Cl 2的存在有
何危害?为什么许多科学家强烈反对发展超音速运输机?
28. 态-态反应实验证明,平动能越高对反应H 2+I 2→2HI 越不利,即反应截面随相对平动能增加而减小直至零。
由此证明,该反应不是基元反应。
请从力学原理分析其原因。
29. 对平行反应,在主反应和副反应的∆S ≠相同时,请论述如何通过改变温度的办法提高主反应的产
率并说明理由。
30. 根据活化能的定义推导服从简单碰撞理论的活化能表示式。
1. 在催化剂表面上进行的双分子气相反应, 其机理为:
A + K AK
B + K BK
AK + BK ─→ C + D + 2K 若催化剂表面是均匀的, 表面反应为控制步骤, 且A 、B 的吸附皆弱, 则反应表现为几级?
(A) 零级 (B) 一级
(C) 二级 (D) 无数级
2. 气体在固体表面上发生等温吸附过程, 熵如何变化? ( )
(A) ∆S > 0 (B) ∆S < 0
(C) ∆S = 0 (D) ∆S ≥ 0
3. 兰缪尔的吸附等温式为 Γ = Γ∞ bp /(1+bp ),其中 Γ∞ 为饱和吸附量,b 为
吸附系数。
为从实验数据来计算 Γ∞ 及 b ,常将方程改变成直线形式。
当以 1/Γ
对 1/p 作图时能得到直线。
则: ( )
(A) 直线斜率为 Γ∞,截距为 b
(B) 斜率为 Γ∞, 截距为 1/b
(C) 斜率为 1/Γ∞, 截距为 b
(D) 斜率为 1/Γ∞b , 截距为 1/Γ∞
4. 表面压的单位是: ( )
(A) N ·m -2 (B) kg ·m -2
(C) N ·m -1 (D) J ·m -2
5. 当表面活性物质加入溶剂后,所产生的结果是: ( )
(A) d γ / d a < 0,正吸附
(B) d γ / d a < 0,负吸附
(C) d γ / d a > 0,正吸附
(D) d γ / d a > 0,负吸附
6. 已知某气体在一吸附剂上吸附热随吸附量呈对数下降,此种气体在吸附剂上的吸附满足: ( )
(A) Langmuir 等温式 (B) Freundlich 等温式
(C) T ëMKuH 等温式 (D) 以上三种皆可以
7. 纯水的表面张力为 γ1,某溶质的表面张力为γ2 ,且 γ2> γ1,制成水溶液后,溶质的
表面浓度为 c s ,本体浓度为 c ,则: ( )
(A) c s > c
(B) c s< c
(C) c s= c
(D) c s= 0
8. 某气体A2在表面均匀的催化剂上发生解离反应, 其机理为:
A2(g) +2K 2 A K ─→C +D +2 K
第一步是快平衡, 第二步是速控步, 则该反应的速率方程式为:( )
(A) r=k p
A2
(B) r=(k2a
A2p
A2
)/(1+a
A2
p
A2
)
(C) r=(k2a
A21/2p
A2
1/2)/(1+a
A2
1/2p
A2
1/2)
(D) r=ka
A21/2p
A2
1/2
9. 在相同温度下,同一液体被分散成具有不同曲率半径的物系时,将具有不同饱和蒸
气压。
以p平、p凹、p凸分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸气压,则三者之间的关
系是:
(A) p平> p凹> p凸
(B) p凹> p平> p
(C) p凸> p平> p凹
(D) p凸> p凹> p平
*. 对临界胶束浓度( C M C )说法不正确的是:
(A) 是一个浓度范围
(B) 在C M C 前后溶液的表面张力变化显著
(C) 在C M C 前后渗透压,电导等变化显著
(D) C M C 是一个特定的浓度
二、填空题( 共10题20分)
11. 对于Au溶胶而言, 当以NaAuO2作为稳定剂时, 其胶团结构是:。
12. 一定体积的水,当聚成一个大水球或分散成许多水滴时,同温度下,两种状态相
比,以下性质保持不变的有:( )
(A) 表面能
(B) 表面张力
(C) 比表面
(D) 液面下的附加压力
13. 加聚反应的机理可以是_____________反应机理,也可以是通过_____________聚合、___________聚合或_____________聚合而得到均聚物。
14. 在298 K时,正丁醇水溶液表面张力对正丁醇浓度作图,其斜率为
-0.103 N·m-1·mol-1·kg,正丁醇在浓度为0.1 mol·kg-1时的表面超额 为:。
15. 超离心沉降分为两种方法:
(1) 沉降平衡法,它是_______________ 平衡
(2) 沉降速度法,它是________________平衡
16. 700℃时,液态铝合金表面张力为γ=0.857 N·m-1,密度为2350 kg·m-3,现将一直径为1.0×10-3 m的毛细管插入其中(假定铝合金完全润湿毛细管壁),则铝合金在毛细管内上升高度为__________________。
17. 苯乙烯的聚合反应被K2S2O8所引发, 自由基R·按下列公式产生引发
K2S2O8────→2 R·
假定k i =0.080 h-1, 引发剂的起始浓度为0.010 mol·dm-3, 则引发速率d [R·]/ d t
=_________________ mol·dm-3·s-1
18. 表面活性剂的结构特征是。
19. 用化学凝聚法制成Fe(OH)3胶体的反应如下:
FeCl3 +3H2O =Fe(OH)3(溶胶) +3HCl
溶液中一部分Fe(OH)3有如下反应:
Fe(OH)3 +HCl =FeOCl +2H2O
FeOCl =FeO+ +Cl-
则Fe(OH)3溶胶的胶团结构为_______________________________。
20. 液体在固体表面的润湿程度以__________衡量,当_________时称为不润湿。
三、计算题( 共5题30分)
21. 水与玻璃界面的ζ电势约为50 mV,计算当电容器两端的电势梯度为40 V·cm-1时每小时流过直径为1.0 mm 的玻璃毛细管的水量。
设水的粘度为1.0×10-3 kg·m-1·s-1,介电常数为8.89×10-9 C·V-1·m-1。
试写出介电常数的量纲。
22. 已知0.2% 的金溶胶η = 0.010 Pa·s。
在一秒钟里由于布朗运动,粒子沿x轴
方向的平均位移是 1.833×10-3 cm。
金的密度为19.3 g·cm-3。
试计算此溶胶在25℃
时的渗透压。
23. 在p∃和不同温度下,测得表面张力如下表所示:
T / K 293 295 298 301 303
γ/N·m-10.07275 0.07244 0.07197 0.07150 0.07118
(1) 计算在298 K 时的表面焓
(2) 把表面覆盖着均匀薄水层的固体粉末放入同温度的水中,热就会释放出来,若有
10 g 这样的粉末,其比表面为200 m2·g-1,当将其放入水中时有多少热量会
放出来?
24. 把含Fe(OH)3 1.5 kg·m-3的溶胶先稀释10000倍, 再放在超显微镜下观察, 在直径和
深度各为0.04 mm的视野内,数得粒子的平均数目为4.1个。
设粒子为球形, 其密度为
5.2×103 kg·m-3, 试求粒子的直径。
25. 25℃时,将一直径为1×10-4 m的玻璃毛细管插入CHCl3(l)中,液面上升了7.4 cm。
已知CHCl3在25℃时的密度ρ=1480 kg·m-3,求CHCl3的表面张力。
四、问答题( 共5题30分)
26. 推导沉降速度法测定摩尔质量的基本公式
RTS
M = ─────
D(1-νρ0)
27. 破乳常用的方法有哪几种?
28. ①导出液体在固体表面上铺展系数公式
②20℃时, 某一有机液体及水的表面张力分别为25.0 mN·m-1和72.8 mN·m-1, 两
者间界面张力为30.0 mN·m-1, 试问这个液体在水面上能否铺展?
29. 试证明:对多分散体系用渗透压测得的摩尔质量是数均摩尔质量。
30. 试证明: [ ∂( F + pV ) / ∂A ]T, p = γ。