第十二章 化学动力学基础(二)练习题

第十二章 化学动力学基础（二）练习题
一、 选择题
1．以下有关催化剂不正确的说法，是催化剂
（A ）改变反应物的平衡转化率 （B ）改变反应途径
（C ）改变频率因子 （D ）降低活化能
2．催化剂加快反应速率，是由于它能使
（A ）指前因子增大 （B ）几率因子增大
（C ）碰撞频率增加 （D ）活化分子数增加
3．反应本性、温度、反应途径、浓度与活化能关系正确的是
（A ）反应途径与活化能无关 （B ）反应物浓度与活化能有关
（C ）反应温度与活化能无关 （D ）反应本性与活化能有关
4．气固相催化反应 Pt <700K 2CO(g) + O 2(g)2CO 2(g)
的速率方程是： r = k p (o 2)/p (co), 其反应级数应为：
(A) 一级反应 (B) 二级反应
(C) 对 O 2是一级，对 CO 是负一级 (D) 级数不能确定
5．某反应速率常数与各基元反应速率常数的关系为 12124
(
)2k k k k ， 则该反应的表观活化能E a 与各基元反应活化能的关系为：
(A) E a =E 2 +12E 1 - E 4 (B) E a = E 2+ 12
（E 1- E 4) (B) E a = E 2+ (E 1- 2E 4)1/2 (D) E a = E 2+ E 1- E 4
6．在平行反应中要提高活化能较低的反应的产率，应采取的措施为：
(A) 升高反应温度 (B) 降低反应温度
(C) 反应温度不变 (D) 不能用改变温度的方法。

7．化学反应速率常数的 Arrhenius 关系式能成立的范围是：
(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
8．一个基元反应，正反应的活化能是逆反应活化能的2倍，反应时吸热 120 kJ·mol -1，则正反应的活化能是(kJ·mol -1)：
(A) 120 (B) 240 (C) 360 (D) 60
9．物质 A 发生两个一级平行反应 A B ，A C ，设两反应的指前因子相近且与温度无关，若 E1> E2，则有：
(A) k1> k2 (B) k2 > k1 (C) k2= k1 (D) 无法比较 k1, k2 的大小
10．催化剂能极大地改变反应速率，以下说法不正确的是：
(A) 催化剂改变了反应历程
(B) 催化剂降低了反应的活化能
(C) 催化剂改变了反应的平衡，以致使转化率大大地提高了
(D) 催化剂能同时加快正向和逆向反应速率
11．下面四种说法中不正确的是：
(A) 在具有速控步的反应历程中，达到稳态后，速控步后的各个步骤的反
应速率都等于速控步的反应速率，速控步前的各步骤均处于平衡状态
(B) 根据微观可逆性原理，在反应历程中不可能出现 2A → C + 3D 这样
的基元反应
(C) 在光化学反应中，体系的Gibbs 自由能总是在不断地降低
(D) 在采用温度跃变的驰豫法来研究溶液中的快速反应时，该反应必须是
放热或吸热反应
12．除多光子吸收外，一般引起化学反应的光谱，其波长范围应是：
(A) 可见光 (400 - 800 nm) 及紫外光 (150 - 400 nm)
(B) X 射线 (5 - 10-4 nm)
(C) 远红外射线
(D) 微波及无线电波
13．在光的作用下，O 2可转变为O 3，当1 mol O 3生成时，吸收了3.01×1023个光子，则该反应之总量子效率Φ为：
(A) Φ＝1 (B) Φ＝1.5
(C) Φ＝2 (D) Φ＝3
14．根据微观可逆性原理，反应物分子能量消耗的选择性和产物能量分配的特殊性 有对应关系，因此对正向反应产物主要是平动激发，则对逆向反应更有利于促进反 应进行的能量形式应为：
(A)振动能 (B)转动能
(C)平动能 (D)能量形式不限，只要足够高
15．对Einstain 光化当量定律的认识下述说法正确的是：
(A) 对初级，次级过程均适用 (B) 对任何光源均适用
(C) 对激光光源及长寿命激发态不适用 (D) 对大、小分子都适用
16．在简单碰撞理论中，有效碰撞的定义是：
(A) 互撞分子的总动能超过E c (B) 互撞分子的相对总动能超过E c
(C)互撞分子联心线上的相对平动能超过E c (D)互撞分子的内部动能超过E c
17．在碰撞理论中校正因子P 小于1的主要因素是：
(A) 反应体系是非理想的 (B) 空间的位阻效应
(C) 分子碰撞的激烈程度不够 (D) 分子间的作用力
18．Lindemann 单分子反应机理是假定多原子分子被振动激发后
(A) 立即分解 (B) 有一时滞
(C) 发出辐射 (D) 引发链反应
19．同一个反应在相同反应条件下未加催化剂时平衡常数及活化能为k 及E a ，加入正催化剂后则为k ＇、E a '
，则存在下述关系：
(A) k ＇=k ， E a =E a '
(B) k ＇≠k ， E a ≠E a '
(C) k ＇=k ， E a ＞E a '
(D) k ＇＜k ， E a '
＜E a
20．过渡态理论的速率常数的公式为()()
()k k T h q q q E RT =≠-B A B //exp /∆0， 下述说法正确的是
(A) q ≠不是过渡态的全配分函数
(B) q A , q B 是任意体积中分子的配分函数
(C) q A , q B , q ≠均是分子在基态时的配分函数
(D) ()k T h B /是过渡态M ≠中任一个振动自由度配分函数
二、 判断题
1．关于催化剂特征的不正确描述是在反应前后催化剂的物理性质和化学性质全
不改变。

2．催化剂能改变速率方程的形式，不一定能同时同等程度地加快反应速率。

3．过渡态理论对活化络合物的假设中，正逆反应的过渡态不一定相同。

4．某一反应在一定条件下最大转化率为30%，在同样条件下，当加入催化剂后，
其转化率将大于 30%.
5．根据碰撞理论，温度增加反应速率提高的主要原因是活化分子所占比例增加。

6．简单碰撞理论中临界能E c 是反应物分子的相对平动能在联心线方向上分量的
最低阈值。

7．光化学反应中的量子效率Φ可＞1，也可＜1。

8．V 2O 5可使萘催化氧化为邻苯二甲酸酐，V 2O 5属于半导体催化剂。

9．按Lindeman 理论，当反应物的压力或浓度由高变低时，单分子反应常表现出
反应速率常数由大到小变化。

10．已知 HI 的光分解反应机理是：
HI + h ν → H + I
H + HI → H 2 + I
I + I + M → I 2 + M
则该反应的量子效率为2.
三、计算题
1．已知反应C →B 在一定范围内，其速率常数与温度的关系为：
0.7400min /lg 1+-=-T
k （K 的单位为min 1-） （1）求反应的活化能和指前因子A ；
（2）若反应在30秒时C 反应50%，问反应温度应控制在多少度？
（3）若此反应为可逆反应：C ⇔B ，且正逆反应都是一级，在某一温度时k 1=10min 1-，平衡常数K=4，如果开始只有C ，其初始浓度为0.01mol·dm 3-，求30min 后B 的浓度。

2．在726K 时，1，2-二甲基环丙烷的顺反异构体的转化是1-1级可逆反应，顺
式的百分组成随时间的变化如下：
t/s 0 45 90 225 360 585 ∞
％顺式异构体 100 89.2 81.1 62.3 50.7 39.9 30.0
试求算此反应的（1）平衡常数；（2）正向和逆向反应的速率常数
3．某一气相反应A(g)=B(g)+C(g)
已知在298K 时k 1=0.21s -1,k -1=5.0×10-9s -1Pa -1。

若温度升高为310K ，则速
率常数k 值增加一倍。

试计算：（1）在298K 时的平衡常数；（2）正向和逆向的活化能；（3）在298K 时，从一个标准压力的A 开始进行反应，若使总压力达到1.5个标准压力，问需要多少时间？
4．O+HO 2→OH+O 2, T 1=298 K, k 1=6.10×10-11 cm 3·s -1, T 2=229 K,
k 2=7.57×10-11 cm 3·s -1。

(1) 求E a ；
（2）用TST 计算298 K 时的∆≠U m , ∆≠H m , ∆≠S m , ∆≠G m 。

5．对于反应H 2(g)+H(g)→H(g)+H 2(g)，通过统计力学方法，可得指前因子
A =108.94T 1/2 mol -1·dm 3·s -1。

(1) 已知反应的活化能E a =23.0 kJ·mol -1，请计算该反应的∆≠H m 及∆≠S m ；
(2) 关于活化熵，每个运动自由度的典型值m ()S 转$=30 J·
K -1·mol -1
， m ()S 振$=1 J·K -1·mol -1，而平动活化熵m ()S 平$=150 J·K -1·mol -1 ，以上均 以c $=1 mol·dm -3为标准浓度。

请计算反应的活化熵。

6．设N 2O 5(g) 的分解为基元反应，在不同的温度下测得的速率常数k 值如下表所示：
T / K 273 298 318 338
k / min -1 4.7×10-5 2.0×10-3 3.0×10-2 0.30
试从这些数据求：阿仑尼乌斯经验式中的指数前因子A ，实验活化能E a ， 273
K 时过渡态理论中的∆r ≠S m 和 ∆r ≠H m 。

7．水溶液中研究酯类水解，在实验条件相同时，298 K 时获得实验结果如下：
反应物 E a /kJ·mol -1 k /mol -1·dm 3·s -1
甲酸甲酯（A ） 38.5 38.4
乙酸甲酯（B ） 37.7 13930
(1) 请计算活化熵差；
(2) 从计算结果对影响反应速率的因素可得什么启示？
8．某药物分解30%即为失效，若放置在3℃箱中保存期为两年。

某人购回此药，因故在室温25℃放置了两周，试通过计算说明此药物是否已失效。

已知该药物分解百分数与浓度无关，且分解活化能为E a =13.00kJ·mol -1。

9．反应NO 2→NO+1/2O 2，经实验确定其反应速率方程为：-d[NO 2]/dt=k[NO 2]2，
其中速率常数k 与热力学温度T 的关系为:lg(k/mol -1·dm 3·s -1)=-12.6×103/T+20.26
（1）400℃时，求起始压力为2.5×104Pa 的NO 2在密闭定容反应器中反应至总压力达到3.0×104Pa 所需的时间；（2）求该反应的表观活化能E a 及指前因子A 的值。

10．溴乙烷分解反应的活化能E a =229.3kJ·mol -1，650K 时的速率常数k=2.14×10-4s -1，现欲使此反应再20min 内完成80%，问应将反应温度控制为多少？。