南京大学《物理化学》练习 第十一章 化学动力学基础_二_

第十一章化学动力学基础(二)

返回上一页

1. 将1.0 g氧气和0.1 g氢气于300 K时在1 dm3的容器内混合,试计算每秒钟内单位体积内分子的碰撞数为若干?

设O2和H2为硬球分子,其直径分别为0.339和0.247 nm.

2. 某双原子分子分解反应的阈能为8

3.68 kJ/mol,试分别计算300 K及500 K时,具有足够能量可能分解的分子占分子总数的分数为多少?

3. 某气相双分子反应, 2A(g) ---> B(g)+C(g),能发生反应的临界能为100 kJ/mol.已知A的相对分子量为60,分子直径为0.35 nm,试计算在300 K 时,该分解作用的速率常数k 值.

4. 松节油萜(液体)的消旋作用上一级反应,在457.6 K和510.1 K时的速率常数分别为2.2×和3.07×min-1,试求反应的实验活化能E a,在平均温度时的活化焓和活化熵.

5. 在298 K时某化学反应,如加了催化剂后使其活化熵和活化焓比不加催化剂是时分别下降了10 J/(mol·K)和10 kJ/mol,试求不加催化剂与加了催化剂的两个速率常数的比值.

6. 在298 K时有两个级数相同的基元反应A和B,其活化焓相同,但速率常数k A=10k B,求两个反应的活化熵相差多少?

7. 某顺式偶氮烷烃在乙醇溶液中不稳定,通过计量其分解放出的N2气来计算其分解的速率常数k值,一系列不同温度下测定的k值如下所示:

T/ k 248 252 256 260 264

k×/s-1 1.22 2.31 4.39 8.50 14.3

试计算该反应在298K时的实验活化能,活化焓,活化熵和活化吉布斯自由能.

8. 对下述几个反应,若增加溶液中的离子强度,则其反应速率常数是增大,减小还是不变?

(1) NH4+ +CNO- --->CO(NH2)2

(2) 酯的皂化作用.

(3) S2O82- + I- --->P

9. 在298 K时,反应N2O4(g)2NO2(g)的速率常数k1=4.80×

s-1,已知NO2和N2O4的生成吉布斯自由能分别为51.3和97.8 kJ/mol,试求

(1)298 K时, N2O4的起始压力为101.325 kPa时, NO2(g)的平衡分压?

(2)该反应的弛豫时间?

10. 用温度跳跃技术测量水的离解反应: H2O H+ + OH-,在298 K

时的弛豫时间τ=37×s,试求该反应正向和逆向反应的速率常数k1和k-2.

11. 在光的影响下,蒽聚合为二蒽.由于二蒽的热分解作用而达到光化平衡.光化反应的温度系数(即温度每增加10K反应速率所增加的倍数)是1.1,热分解的温度系数是2.8,当达到光化平衡时,温度每升高10K.二蒽产量是原来的多少倍?

12. 用波长为313nm的单色光照射气态丙酮,发生下列分解反应:

(CH3)2CO +hv---> C2H6 + CO ,若反应池的容量是0.059 dm3,丙酮吸收入射光的分数为0.915,在反应过程中,得到下列数据:

反应温度:840 K 照射时间t=7 h

起始压力:102.16 kPa 入射能48.1×J/s,

终了压力:104.42 kPa

计算此反应的量子效率.

13. 有一酸催化反应A+B C+D，已知该反应的速率公式为

d[C]/dt=k[H+][A][B] ,当[A]0=[B]0=0.01 mol·dm-3时，在pH=2的条件下，在298 K时的反应的半衰期为1 h，若其他条件不变，在288 K时t1/2为2 h,试计算

（1）在298 K时反应的速率常数k值。

（2）在298 K时反应的活化吉布斯自由能,活化焓,活化熵(设

k B T/h=s-1)

14. 某有机化合物A,在酸的催化下发生水解反应,在323 K,pH=5的溶液中进行,其半衰期为69.3 min,在pH=4的溶液中进行时,其半衰期为

6.93min,且知在两个pH值的各自条件下,t1/2均与A的初始浓度无关,设反应的速率方程为,试计算:

(1) a,b的值.

(2) 在323K时反应速率常数k.

(3) 在323K时,在pH=3的水溶液中,A水解80%需多少时间?

15. 在某些生物体中,存在一种超氧化物歧化酶(E),它可将有害的O2-变为O2,反应如下: 2 O2- + 2H+O2+H2O2 ,今用pH=9.1酶的初浓度

[E]0=4×mol·dm-3,测得下列实验数据:

r/mol·dm-3·s-1 [O2-]/ mol·dm-3

3.85×7.69×

1.67× 3.33×

0.1 2.00×

r为以产物O2表示的反应速率.设此反应的机理为

E+O2-E- + O2

E- + O2- E + H2O2, 式中E-为中间物,可看作自由基,已知

k2=2k1,计算k1和k2.