第5章 化学动力学习题
第5章化学动力学习题
一、思考题
1．化学反应速率是如何定义的？反应速率方程如何表达？
2．影响反应速率的因素有哪些？
3．如何加快均相和多相反应的反应速率？
4．质量作用定律适用于什么样的反应？
5．能否根据反应方程式直接写出反应速率方程式？为什么？
6．速率常数受哪些因素的影响？浓度和压力会影响速率常数吗？
7．什么是反应级数？零级反应和一级反应各有什么特征？
8．一个反应的活化能为180 kJ·mol-1，另一个反应的活化能为48 kJ·mol-1。在相似的条件下，这两个反应中哪一个进行较快些？为什么？
9．为什么说使用催化剂不会改变体系的热力学性能？
10．为什么不同的反应升高相同的温度，反应速率提高的程度不同？
11．是不是对于所有的化学反应，增加任意一个反应物的浓度都会提高反应速率？为什么？
12．碰撞理论和过渡态理论的基本要点是什么？两者有什么区别？
13．何为反应机理？你认为要想了解反应机理，最关键是要怎么做？
14．试解释浓度、压力、温度和催化剂加快反应的原因。
15．总压力与浓度的改变对反应速率以及平衡移动的影响有哪些相似之处？有哪些不同之处？举例说明。
16．比较“温度与平衡常数的关系式”同“温度与反应速率常数的关系式”，有哪些相似之处？有哪些不同之处？举例说明。
17．反应2NO（g）+2H2（g）=== N2（g）+2H2O（g）的速率方程是
r = k c2（NO）c（H2）
试讨论以下各种条件变化时对反应速率的影响
（1）NO的浓度增加1倍；
（2）有催化剂参加；
（3）升高温度；
（4）反应容器的体积增大1倍
18．对于下列平衡体系：C (s) + H2O (g) = CO (g) + H2(g)，q为正值。
(1) 欲使平衡向右移动，可采取哪些措施？
(2) 欲使（正）反应进行得较快（平衡向右移动）的适宜条件如何？这些措施对K及k（正）、k
（逆）的影响各如何？
二、是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号）
1.反应速率常数仅与温度有关，与浓度、催化剂等均无关系。( )
2.反应速率常数k与反应物A的浓度有关。（）
3.质量作用定律只适用于反应物与生成物之间有确定计量关系的化学反应。( )
4.质量作用定律适用于任何实际上能进行的反应。 ( )
5.一定温度下，简单反应的反应速率与反应速率常数和反应物的积成正比。（）
6.凡速率方程中各物质浓度的指数与反应方程式中化学式前的计量系数一致时，此反应必为元反应。
（）
7.增加反应物浓度，可加快反应速率，使反应进行得更完全。（）
8.对所有的化学反应，都可以指出它的反应级数。( )
9.对一给定反应，随反应进行其反应速率常数将变小。（）
10.若反应的半衰期是一常数，则该反应一定是一级反应。（√）
11.速率常数k的单位为mol-1dm3·s-1的反应级数是2。（√）
12.由Arrhenius公式可知，加快反应速率的惟一方法是升高反应温度。（）
13.反应的活化能大，在一定温度下反应速率也越大。( )
14.阿仑尼乌斯活化能是反应物中活化分子的平均摩尔能量与反应物分子的平均摩尔能量之差。
（）
15.温度一定，活化能越大的反应其反应速率常数越大。（）
16.温度能影响反应速率，是因为它能改变反应的活化能。（）
17.吸热反应的活化能总大于反应热。（√）
18.某反应分几步进行，则总反应速率取决于最慢一步的反应速率。(√)
19.催化剂能提高化学反应的转化率。( )
20.催化剂能加快逆反应。(√)
21.催化剂能改变反应历程，降低反应活化能，但不能改变反应的 r G （√）
22.反应的级数取决于反应方程式中反应物的化学计量数的和。( )
23.采用了催化剂后与使用催化剂前相比，反应的速率、反应历程甚至反应产物都可能发生改变。
(√) 参考答案：
1.×
2.×
3.×
4.×
5.×
6.×
7.×
8.×
9.×10.√11.√12.×
13.×14.×15.×16.×17.√18.√19.×20.√21.√22.×23.√
三、选择题（在正确的答案下打“√”）
1.对于任意给定的化学反应A+B→2Y，则在动力学研究中_______。
A. 表明它为二级反应
B. 表明了它是双分子反应
C. 表明了反应物与产物分子间的计量关系
D. 表明它为元反应。
2.下列叙述正确的是_______。
A. 化学反应动力学是研究反应进行的快慢、机理及限度的
B. 反应速率常数的大小及反应速率的大小
C. 反应级数越高，反应速率越大
D. 要测定H2O2(aq) == H2O(l)+1/2O2（g）的反应速率应选择的实验方法是测定O2 (g) 体积随时间的
变化
3.下列叙述正确的是______。
A. 非基元反应是由若干基元反应组成的
B. 反应速率方程式中各物质的浓度的指数等于反应方程式中其化学计量数时，此反应比为基元反
应。
C. 反应级数等于反应物在反应方程式中的化学计量数之和
D. 反应速率与反应物浓度的乘积成正比
4.在化学动力学中，质量作用定律______。
A. 适用于任意恒温反应
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
5.若反应A + B == C 对于A和B来说都是一级反应，则______。
A. 此反应为一级反应
B. 此反应为零级反应
C. 两反应物中无论何者浓度增加1倍，都会使反应速率增加1倍
D. 两反应物的浓度同时减半，则反应速率也将减半
6.已知反应A + 2B == 2C的速率方程为：r = k·c（A）·c（B），该反应是________。
A. 元反应
B. 三级反应
C. 一级反应
D. 级数为2 的反应
7.对反应2N2O3 == 4NO2+ O2而言，当-d c N
2O5/d t = 0.25 mol·dm-3·min-1时，d c NO
2
/d t的数值是______。
A. 0.06
B. 0.13
C. 0.50
D. 0.25
8.三级反应的速率常数的单位是_______。
A. dm6·mol-2·s-2
B. dm6·mol2·s-2
C. dm3·mol-1·s-1
D. dm6·mol-2·s-1
9.NO2二聚反应的速率方程为– d c NO
2 / d t = kc2NO
2
，会使速率常数发生变化的条件是______。
A. 将体系的总压力加倍
B. 在反应混合物中加O2
C. 在反应混合物中加过量NO2
D. 在CCl4溶液中进行反应而不在气相中反应
10.任何一级反应的半衰期______。
A. 都与k,C o有关
B. 都与C o有关
C. 都与k 有关
D. 都与k,C o无关
11.某反应的速率常数为0.099min-1，反应物的初始浓度为0.2mol·dm-3，则反应的半衰期为___。
A. 7min
B. 1.01min
C. 4.04min
D. 50.5min
12.某反应的速率常数k = 7.7×10-4s-1，又初始浓度为0.1 mol·dm-3，则该反应的半衰期为_____。
A.86580 s
B. 900 s
C. 1800 s
D. 13000
13.某放射性元素净重8克，它的半衰期为10d，40d后期净重为_____。
A . 4g B. 2g C. 1g D. 0.5g
14.已知H2O2分解是一级反应，若浓度由1.0 mol·dm-3，降至0.60 mol·dm-3需20min，则浓度从0.60
mol·dm-3降至0.36 mol·dm-3，所需时间是______。
A. >20min
B. 20min
C. <20min
D. 无法判断
15.对于一个一级反应，如其半衰期t1/2在0.010s以下即称为快速反应，此时它的速率常数k值在_____。
A. 69. 3 s-1 以上
B. 6.39 s-1 以上
C. 0.0693 s-1 以上
D. 6.39 s-1 以上
16.下列几种条件变化中，能引起反应速率常数（k）值改变的是______。
A. 反应温度改变
B. 反应容器体积改变
C. 反应压力改变
D. 反应物浓度改变
17.对于一定温度时的某化学反应，下列叙述中正确的是______。
A.K越大，反应速率越快
B.?r H (T)越负，反应速率越快
C.E a越大，反应速率越快
D.一般反应物的浓度越大，反应速率越快
18.升高温度可以增加反应速率，主要是因为_______。
A. 增加了分子总数；
B. 增加了活化分子百分数；
C. 降低了反应的活化能；
D. 促使反应向吸热方向移动。
19. ln k 对T
1做图，直线斜率是_______。 A. R E a 303.2- B. R
E a - C. R E a 303.2- D. R E a 303.2 20. 一个反应的活化能是 33kJ ·mol -1, 当 T = 300K 时，温度每增加1K ，反应速率常数增加的百分数约是______。
A. 4.5%
B. 90%
C. 11%
D. 50%
21. 下列叙述正确的是______。
A. 吸热反应的活化能比放热反应的活化能高
B. 一个反应的反应速率与化学方程式中出现的所有作用物浓度都有关
C. 催化反应的速率与催化剂的浓度无关
D. 反应速率常数与作用物浓度无关
22. 下列叙述正确的是______。
A. 系统状态变化过程中步骤越多，ΔG 越大
B. 系统状态变化的速率越快，K 越大
C. 元反应一定是反应速率最快的反应
D. 搅拌、振动以及排出产物是加快多相反应速率的有效措施
23. 正反应活化能（E a 正）大于逆反应活化能（E a 逆）时，则正反应热效应ΔH 为_____。
A. ΔH >0
B. ΔH <0
C. ΔH =（E a 正—E a 逆）/2
D. 不能确定
24. 有三个反应，其活化能（kJ ·mol －1）分别为：A 反应320，B 反应40，C 反应80。当温度升高相同数值时，以上反应速率增加的倍数的大小顺序为______。
A. A>C>B ；
B. A>B>C ；
C. B>C>A ；
D. C>B>A 。
25. 在反应活化能测定实验中，对某一反应通过实验测得有关数据，按lgk 对1/T 作图，所得直线的斜率为－3655.9，该反应的活化能E a = ______。
A. 76 kJ ·mol －
1； B. 70 kJ ； C. 76 J ·mol －1； D. 70 kJ ·mol －
1。 26. 对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是______。
A. Δr G 越负，反应速度越快
B. Δr H 越负，反应速度越快
C. 活化能越大，反应速度越快
D. 活化能越小，反应速度越快
27. 关于催化剂的使用，下列叙述中不正确的是______。
A. 能够加快反应的进行
B. 在几个反应中，能选择性的加快其中一二个反应
C. 能改变某一反应的正逆向速率的比值
D. 能缩短到达平衡的时间，但不能改变某一反应的转化率。
28. 某反应A + B = C 在恒温恒压下进行，当无催化剂存在时，反应的平衡常数为K ，活化能为E ；当加入催化剂时,反应速度明显加快，此时活化能为E ′,反应平衡常数为K ′，则______。
A. K ′= K , E ′= E
B. K ′= K , E ′< E
G. K ′< K , E ′< E D. K ′< K , E ′> E
29. 今有一可逆反应，欲用某种催化剂，以增大正反应产物的产量，该催化剂应该具有下列哪一性质______？
A. 仅能增大正反应速率
B. 同等程度地催化逆反应，从而缩短达到平衡时的时间
C. 能使平衡常数发生改变，从而增加正反应速率
D. 降低正反应活化能，从而使正反应速率加快
30.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
31.加催化剂可使化学反应的下列物理量中哪一个发生改变______？
A. 反应热
B. 平衡常数
C. 反应熵变
D. 速率常数
参考答案：
1.B
2.D
3.A
4.C
5.C
6.D
7.C
8.D
9.D 10.C
11.A 12.B 13.D 14.B 15.A 16.A 17.D 18.B 19.B 20.A
21.D 22.D 23.A 24.A 25.D 26.D 27.C 28.E 29.B 30.C 31.D
四、填空题
1.质量作用定律只适用于反应。
2.基元反应2NO+H2=N2+2H2O2的反应速度v= _________________________。
3.对于基元反应A(g)+3B(g)=2C(g)+3D(g), 其反应速率方程式为_____________________，反应级数为
______。
4.实验发现，对下列元反应：A（g）+ B（g）=== AB（g），当A物质的浓度增大1倍，其反应速率增
加3倍；增加B物质的浓度，反应速率不变。此反应的级数为_____。
5.反应A（g）+ B（g）=== C（g）的速率方程为：v = k c2（A）c（B）。若将反应容器的体积增大1
倍，则反应速率将是原来的_____倍。
6.由实验知道，反应A + B === C的反应速率方程式为v= k c1/2（A）·c（B），当A的浓度增大时，反
应速率，反应速率常数k。升高温度，反应速率常数，反应速率。
7.某元反应A（s）+ 2B（g）=== 2C ，该反应的v=_______________；反应总级数为_____，反应速率
常数k的单位是_________；根据阿仑尼乌斯公式________________，当温度升高时，k变_______。
8.反应速率常数k的物理意义是：表示________________________________________________，k只与
________有关，与______无关。
9.活化能是指_____________________________________________的能量，在有效碰撞理论中活化能的
物理意义被解释为_______________________________。
10.反应活化能E a = 250 kJ·mol－1，反应温度从300 K升高到310K，速率常数k增加_____倍。
11.两个化学反应，各自的活化能大小不同，若在相同的温度区间内各自升温，则具有较高活化能的反应
（设为A），其反应速率所增加的倍数与活化能较低的反应（设为B）相比，以____为大。（填A或B）
12.某反应在10℃时，k = 2.0×103 s-1，E a（正）=20 kJ·mol－1，当T = 25℃时，k =_______。
13.某反应温度升高10℃，反应速率增大了1倍。那么400K的反应速率是360K时的______倍。
14. 直链反应由三个基本步骤组成，即 、 、 。
参考答案：
1． 元
2． k c 2
(NO )c (H 2)
3． v =k c (A )c 3(B )，4 4． 2
5． 1/8
6． 增大；不变；增大；升高
7． k ·c 2（B ） 2 dm 3·mol -1·s -1 RT E a Ae
k -= 大 8． 一定温度下，反应物的物质的量浓度均为单位物质的量浓度时的反应速率 温度和催化剂
浓度
9． 分子活化所需要，反应物中活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差
10．25.36
11．A
12．3.07×103 s -1
13．16
14．链的引发 链的传递 链的终止
五、计算题
1. 在过氧化氢酶的催化下，发生以下分解反应：
H 2O 2（l ）== H 2O （l ）+
21O 2（g ） 反应进行5分钟后，测得H 2O 2浓度降低3.0×10-3 mol ·dm -3 ，计算H 2O 2的分解速率和O 2的生成速
率。
2. 根据实验，NO 和Cl 2的反应
2NO (g) + Cl 2 (g) → 2 NO Cl (g)
满足质量作用定律。
（2） 写出该反应的反应速率方程式。
（3） 该反应的总级数是多少？
（4） 其它条件不变，如果将容器的体积增加至原来的2倍，反应速率如何变化？
（5） 如果容器的体积不变而将NO 的浓度增加至原来的3倍，反应速率又将如何变化？
3. 当A 和B 的浓度分别为0.15 mol ·dm -3 和0.03 mol ·dm -3 ，k = 0.005，根据速率方程表达式： v = k c （A ）c 2（B ）
计算该反应的反应速率。
4. 某反应A → B ，当反应物A 的浓度A c = 0.200 mol · l －1 时，反应速率为0.005 mol·l －1·s －1。试计算在下列情况下，反应速率常数各为多少？
(1) 反应对A是零级；
(2) 反应对A是一级。
5.零级反应A →B +C，已知A的起始浓度为0.36 mol · l－1，完全分解用了1.0 h，试求该反应以s－1
为时间单位表示的速率常数。
6.一级反应A →B +C，已知A的起始浓度为0.50 mol · l－1，速率常数k = 5.3×10－3 s－1，试求：(a) 反
应进行3min后，A物质的浓度；(b) 该反应的半衰期。
7.乙烷裂解制取乙烯反应如下：C2H6C2H4 + H2
已知800℃时的反应速率常数k = 3.43 s－1。问当乙烷转化率为50%，75%时分别需要多少时间？
8.气态乙醛三聚物的分解反应为一级反应，（CH3CHO）3→3 CH3CHO，在519K时的速率常数为3.05
×10—4s—1。
（1）求此反应的t1/10；
（2）实验测得三聚乙醛起始压力为4.65kPa，它在519K、15min后的压力是多少？
9.65℃时，在气相中N2O5分解的速率系（常）数为0.292 min-1，活化能为103.34 kJ·mol-1，求80℃时
的k和t1/2 。
10.环氧乙烷分解反应为一级反应，已知在380℃时，半衰期为63min，E a=217.67kJ·mol-1，试求在450℃
时分解75%的环氧乙烷需要多少时间？
11.某反应在40℃时的速率是在20℃时的13.8倍，计算该反应的活化能。
12.甲酸在金表面上的分解反应在温度为140℃和185℃时的速率常数分别为5.5×10－4 s－1及9.2×10－2 s
－1，试求该反应的活化能。
13.某反应在15.05℃时的反应速率常数为34.40×10-3 dm3·mol-1·s-1，在40.13℃时的反应速率常数为
189.9×10-3 dm3·mol-1·s-1。求反应的活化能，并计算25.00℃时的反应速率常数。
14.2NO+2H2=N2+2H2O在273K时反应速度常数为0.042，在500K时反应速度常数为0.624，试计
算该反应在298K时的速度常数。
15.反应H2(g) + I2(g) 2HI(g) 在302℃时的k = 2.45×10-4 dm3·mol-1·s-1，在508℃时k = 0.950
dm3·mol-1·s-1，试计算该反应的活化能E a与指前因子(参量)k0 并求400℃时的k。
16.在28℃时鲜牛奶大约4 h 变酸，在5℃冰箱中可保持48 h。假定牛奶变酸反应速率与变酸时间成反比，
求牛奶变酸反应的活化能。
17.已知反应：①2N2O5（g）== 4NO2（g）+ O2（g）E a = 103.3 kJ·mol-1
C2H5Cl（g）== C2H4（g）+ HCl（g）E a = 246.9 kJ·mol-1
如果：（1）将反应温度由300K上升到310K，上述二反应的速率各增大多少倍？说明为什么？
（2）将反应②的温度由700K上升到710K，反应的速率又增大多少倍？与②中（1）比较说明了什么？
18.氧化乙烯的热分解反应为一级反应，已知在651K时，分解50%所需时间为363min，活化能
E a=217.6kJ·mol-1，试求如果在120min内分解75%，温度应控制在多少K？
19.有恒容气相反应A（g）→D（g），已知该反应的速率常数k与温度T有关系：ln k(s-1)=24.00－9622/T
（K）
（1）确定该反应级数；
（2）计算该反应的活化能；
（3）预使A在10分钟内转化90%，反应应控制在多少度？
20.已知某一级反应的?r H (298K) = 0.08 kJ·mol-1，E a（正）= 180 J·mol-1，设A = 1；试计算该逆反
应在300K时的k为多少？
21.通过实验可知，在高温时，CO2气体与焦炭中的碳反应的方程式为CO2 + C == 2CO，该反应的活化
能为160.2 kJ·mol-1。试计算反应温度由900K升高到1000K时，反应速率常数的变化率为多少？
1O2（g）的活化能为75.00 kJ·mol-1。
22.在不加催化剂时，H2O2的分解反应H2O2（l）== H2O（l）+
2
当以铁为催化剂时，该反应的活化能降到54.00 kJ·mol-1。试计算在25℃时，此两种条件下，该反应速率的比值。
参考答案：
1.6×10-4 mol·dm-3 ·min-1 3×10-4 mol·dm-3 ·min-1
2.（1）v = kc2NO c Cl
2
（2）3
（3）变为原来1/8倍
（4）变为原来9倍
3. 6.75×10-7 mol·dm-3·s-1
4.(1) 0.005 mol·dm-3·s-1
(2) 0.025 s-1
5. 1.0×10-4 mol ·dm-3 ·s–1
6.(a)0.19 mol ·dm-3
(b)138.64 s
7.0.20s，0.40s
8.（1）7.55×103s；
（2）3.53 kPa
9. 1.392 min-1，0.498 min
10.2.60 min
11.100 kJ·mol-1
12.E a=179 kJ·mol-1
13.51.2 kJ·mol-1，70.44 kJ·mol-1
14.0.069
15.E a = = 149.8 kJ·mol-1，k0 = 9.93×109 dm3·mol-1·s-1 400 ℃时，k = 0.0234 dm3·mol-1·s-1
16.75 kJ·mol-1
17.（1）①3.8 ②24.4 说明反应的活化能越大，温度的变化对反应速率的影响就越大。
（2）1.8温度较低时升高温度，对反应速率的影响较大，而温度较高时，升高温度，对反应速率的影响较小。
18.682K
19.（1）1级，（2）80.00 kJ·mol-1，（3）325.5 K
20.0.9 s-1
21.8.5
22.4778
English problems
1.The following data were measured for the reduction of nitric oxide with hydrogen. 2NO(g) + 2H2 (g) N2 (g) +2H2O (g)
Initial concentration
(mol·dm-3)
c NO c H2Initial rate of formation of H2O (mol·dm-3·s-1)
0.10 0.10 0.10 0.20 0.20 0.10 1.23×10-3
2.46×10-3 4.92×10-3
What is the rate law for the reaction?
2. Dinitrogen pentaoxide, N2O5, is the anhydride of nitric acid. It is not very stable, and in the gas phase or in solution with a nonaqueous solvent it decomposes by a first-order reaction into N2O4 and O2. The rate law is
rate = kc N2O5
At 45℃,the rate constant for the reaction in carbon tetrachloride is 6.22×10-4s-1. If the initial concentration of the N2O5 in the solution is 0.100 mol·dm-3, how many minutes will it take for the concentration to drop to 0.0100 mol·dm-3?
3. The reaction 2HI (g) →H2 (g) + I2 (g) has the rate law, rate = k c HI2, with k = 0.079 dm3·mol-1·s-1 at
508℃. What is the half-life for the reaction at this temperature when the initial HI concentration is 0.050 mol·dm-3?
4. The decomposition of HI has rate constants k = 0.079 dm3·mol-1·s-1 at 508℃and k = 0.24 dm3·mol-1·s-1
at 540℃. What is the activation energy of the reaction in kJ·mol-1?
5. The reaction 2NO2→2NO + O2 has an activation energy of 111 kJ·mol-1. At 400℃, k = 7.8 dm3·mol-1·s-1.
What is the value of k at 430℃?
ANSWERS:
1.v = kc NO c H
2
2.61.7 min
3.65.64 h
4.183.38 kJ·mol-1
5.18.2dm3·mol-1·s-1 115T
物理化学 林树坤 第8章 化学动力学 习题答案汇编
第8章 化学动力学 习题 1. 请根据质量作用定律写出下列基元反应的反应速率表示式（试用各种物质分别表示）。 （1）P B A k 2?→?+ （2）2A+B P k 2?→? （3）S P B A 22+→+ （4）M Cl M Cl +→+22 解： （1）B A P B A c kc dt dc dt dc dt dc ==-=-21，（2）B A P B A c kc dt dc dt dc dt dc 2 2121==-=-， （3）22121B A S P B A c kc dt dc dt dc dt dc dt dc ===-=-，（4）M 2Cl Cl Cl c kc dt dc dt dc 212==-。 2. 某气相反应的速率表示式分别用浓度和压力表示时为n A c c c k =γ和n A p p p k =γ，试求 k c 与k p 之间的关系，设气体为理想气体。 解：因为 p A =c B R T =c A R T ， n A n p n A c c RT k c k )(=，则 n p c RT k k )(= 3. 298K 时N 2O 5(g)分解反应其半衰期2/1t 为5.7h ，此值与N 2O 5的起始浓度无关，试求： （1）该反应的速率常数。（2）作用完成90%时所需时间。 解：根据题意判断该分解反应为一级反应，因此可求得 （1）12/11216.07 .52 ln 2ln -===h t k ，（2）h k x t 94.181216 .09.011 ln 11ln =-=-= 4. 某人工放射性元素放出α粒子，半衰期为15min ，试问该试样有80%分解，需时若干？ 解：根据题意判断该放射反应为一级反应，因此可求得 （1）12/1min 04621.015 2 ln 2ln -===t k ，（2）min 83.3404621 .08.011 ln 11ln =-=-=k x t 。 5. 把一定量的PH 3(g)迅速引入温度为950K 的已抽空的容器中，待反应物达到该温度时开始计时(此时已有部分分解)，测得实验数据如下：
反应工程第五章习题答案
化学反应工程习题（第五章） 5.1乙炔与氯化氢在HgCl 2-活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应 2223C H HCl C H Cl +? ()A ()B ()C 其动力学方程式可有如下种种形式： (1) 2 (/)/(1)A B C A A B B C C r p p p K K p K p K p κ=-+++ (2) /(1)(1)A B A B B B C C A A r K K p p K p K p K p κ=+++ (3) /(1)A A B A A B B r K p p K p K p κ=++ (4) /(1)B A B B B C C r K p p K p K p κ=++ 试说明各式所代表的反应机理和控制步骤。 解：（1） A A σσ+? B B σσ+? A B C σσσσ+?+ （控制步骤） C C σσ?+ （2） 11A A σσ+? 22 122111 B B A B C C C σσσσσσσσ+?+→+?+（控制步骤） （3） A A σσ+? B B σσ+? A B C σσ+→+ （控制步骤） （4） B B σσ+? A B C σσ+→ （控制步骤） C C σσ?+ 5.2 在Pd-Al 2O 3催化剂上用乙烯合成醋酸乙烯的反应为 243222321C H C H C O O H O C H C O O C H H O 2 ++ ?+ 实验测得的初速率数据如下[功刀等，化工志，71，2007（1968）.] 115℃, AcOH 200p mmHg =，2 92O p m m H g =。 24()C H p m m H g 70 100 195 247 315 465 5 010(/) r m ol hr g ??催化剂 3.9 4.4 6.0 6.6 7.25 5.4 注：1mmHg=133.322Pa
物化课后习题第章化学动力学
第八章 化学动力学* ——课后习题解答 难度级别：基础★，基础2★，综合3★，综合4★，超纲5★ 关于作业：公式有必要牢记，但是平时作业时最好是自己动手推导出比较简单的公式，而不是直接翻书，找到公式，套公式，这样的解题方式不值得提倡。 1．（基础★）气体反应SO 2Cl 2 = SO 2 + Cl 2为一级反应。在593K 时的k = 2.20×10-5 s -1。求半衰期和反应2h 后分解的百分比。 解：1/25 ln 20.693 315002.2010 t s k -= ==?（计算有点误差31507 s ）， 510 0ln 2.21023600 1.58410c kt c x --==???=?- 0000 1 1.17161 1.1716100%14.65%1.17161c x x c x c c -===?=--， 2．（基础★）镭原子蜕变成一个Rn 和一个α粒子。它的半衰期是1622年，反应是一级。问1g 无水溴化镭RaBr 2在10年内能放出多少Rn ？Rn 的量用0℃，标准压力下的体积（cm 3）来表示。 解：41 1/2ln 2/0.692/1622 4.27310k t a --===?， 430 0ln 4.2731010 4.27310c kt c x --==??=?-， 0 0 1.00428c c x ∴ =- 1g 无水溴化镭的物质的量为1 0.00259386 mol =，也就是溴离子物质的量 在同一个密闭的容器中 50.00259 1.00428 1.105100.00259x mol x -=?=?- 故1g 无水溴化镭在10年内能放出在0℃，标准大气压下Rn 的体积为 V = 1.105×10－ 5×22.4×103 = 0.248 cm 3 【讨论】（1）元素周期表应该作为一个常用的工具备在身边，Ra 的原子量为226，溴的原子量为80；（2）单位是灵活的，可以根据具体的情况而定，目的则是为了方便计算；（3）无水溴化镭RaBr 2不是气体？这样在浓度表达上有问题吗？ 4．（基础★★）某二级反应在a = b 时，经过500s 原始物作用了20％，问原始物作用60％时须经过多少时间？ *马鞍山，尹振兴，2007，zhenxingyin@https://www.360docs.net/doc/fa2877472.html,
结构化学-第五章习题及答案
习 题 1. 用VSEPR 理论简要说明下列分子和离子中价电子空间分布情况以及分子和离子的几何构型。 (1) AsH 3; (2)ClF 3; (3) SO 3; (4) SO 32-; (5) CH 3+ ; (6) CH 3- 2. 用VSEPR 理论推测下列分子或离子的形状。 (1) AlF 63-; (2) TaI 4-; (3) CaBr 4; (4) NO 3-; (5) NCO -; (6) ClNO 3. 指出下列每种分子的中心原子价轨道的杂化类型和分子构型。 (1) CS 2; (2) NO 2+ ; (3) SO 3; (4) BF 3; (5) CBr 4; (6) SiH 4; (7) MnO 4-; (8) SeF 6; (9) AlF 63-; (10) PF 4+ ; (11) IF 6+ ; (12) (CH 3)2SnF 2 4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp 2 等性杂化轨道的表达式。 5. 写出下列分子的休克尔行列式： CH CH 2 123 4 56781 2 34 6. 某富烯的久期行列式如下，试画出分子骨架，并给碳原子编号。 0100001100101100001100 001101001 x x x x x x 7. 用HMO 法计算烯丙基自由基的正离子和负离子的π能级和π分子轨道，讨论它们的稳定性，并与烯丙基自由基相比较。
8. 用HMO法讨论环丙烯基自由基C3H3·的离域π分子轨道并画出图形，观察轨道节面数目和分布特点；计算各碳原子的π电荷密度，键级和自由价，画出分子图。 9. 判断下列分子中的离域π键类型： (1) CO2 (2) BF3 (3) C6H6 (4) CH2=CH-CH=O (5) NO3－ (6) C6H5COO－ (7) O3 (8) C6H5NO2 (9) CH2＝CH－O－CH＝CH2 (10) CH2＝C＝CH2 10. 比较CO2, CO和丙酮中C—O键的相对长度，并说明理由。 11. 试分析下列分子中的成键情况，比较氯的活泼性并说明理由： CH3CH2Cl, CH2=CHCl, CH2=CH-CH2Cl, C6H5Cl, C6H5CH2Cl, (C6H5)2CHCl, (C6H5)3CCl 12. 苯胺的紫外可见光谱和苯差别很大，但其盐酸盐的光谱却和苯很接近，试解释此现象。 13. 试分析下列分子中的成键情况，比较其碱性的强弱，说明理由。 NH3, N(CH3)2, C6H5NH2, CH3CONH2 14. 用前线分子轨道理论乙烯环加成变为环丁烷的反应条件及轨道叠加情况。 15. 分别用前线分子轨道理论和分子轨道对称性守恒原理讨论己三烯衍生物的电环化反应 在加热或者光照的条件下的环合方式，以及产物的立体构型。 参考文献： 1. 周公度，段连运. 结构化学基础（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 2. 张季爽，申成. 基础结构化学（第二版）. 北京：科学出版社，2006 3. 李炳瑞.结构化学（多媒体版）.北京：高等教育出版社，2004 4. 林梦海，林银中. 结构化学. 北京：科学出版社，2004 5. 邓存，刘怡春. 结构化学基础（第二版）. 北京：高等教育出版社，1995 6.王荣顺. 结构化学（第二版）. 北京：高等教育出版社，2003 7. 夏少武. 简明结构化学教程（第二版）. 北京：化学工业出版社，2001 8. 麦松威，周公度，李伟基. 高等无机结构化学. 北京：北京大学出版社，2001 9. 潘道皑. 物质结构（第二版）. 北京：高等教育出版社，1989 10. 谢有畅，邵美成. 结构化学. 北京：高等教育出版社，1979 11. 周公度，段连运. 结构化学基础习题解析（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 12. 倪行，高剑南. 物质结构学习指导. 北京：科学出版社，1999 13. 夏树伟，夏少武. 简明结构化学学习指导. 北京：化学工业出版社，2004 14. 徐光宪，王祥云. 物质结构（第二版）. 北京：科学出版社， 1987 15. 周公度. 结构和物性：化学原理的应用（第二版）. 北京：高等教育出版社， 2000 16. 曹阳. 结构与材料. 北京：高等教育出版社， 2003 17. 江元生. 结构化学. 北京：高等教育出版社， 1997 18. 马树人. 结构化学. 北京：化学工业出版社， 2001 19. 孙墨珑. 结构化学. 哈尔滨：东北林业大学出版社， 2003
结构化学第一章习题
《结构化学》第一章习题 1001 首先提出能量量子化假定的科学家是：---------------------------( ) (A) Einstein (B) Bohr (C) Schrodinger (D) Planck 1002 光波粒二象性的关系式为_______________________________________。 1003 德布罗意关系式为____________________；宏观物体的λ值比微观物体的λ值_______________。 1004 在电子衍射实验中，│ ψ│2 对一个电子来说，代表___________________。 1005 求德布罗意波长为0.1 nm 的电子的动量和动能。 1006 波长λ=400 nm 的光照射到金属铯上，计算金属铯所放出的光电子的速率。已知铯的临阈波长为600 nm 。 1007 光电池阴极钾表面的功函数是2.26 eV 。当波长为350 nm 的光照到电池时，发射的电子最大速率是多 少？ (1 eV=1.602×10-19J ， 电子质量m e =9.109×10-31 kg) 1008 计算电子在10 kV 电压加速下运动的波长。 1009 任一自由的实物粒子，其波长为λ，今欲求其能量，须用下列哪个公式---------------( ) (A) λc h E = (B) 222λm h E = (C) 2) 25.12 (λ e E = (D) A ，B ，C 都可以 1010 对一个运动速率v< 《结构化学》第四章习题 4001 I3和I6不是独立的对称元素，因为I3=，I6=。 4002 判断：既不存在C n轴，又不存在h时，S n轴必不存在。---------------------------- ( ) 4003 判断：在任何情况下，2?n S=E?。---------------------------- ( ) 4004 判断：分子的对称元素仅7种，即，i及轴次为1，2，3，4，6的旋转轴和反轴。---------------------------- ( ) 4005 下面说法正确的是：---------------------------- ( ) (A) 分子中各类对称元素的完全集合构成分子的对称群 (B) 同一种分子必然同属于一个点群，不同种分子必然属于不同的点群 (C) 分子中有S n轴，则此分子必然同时存在C n轴和h面 (D) 镜面d一定也是镜面v 4006 下面说法正确的是：---------------------------- ( ) (A) 如构成分子的各类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心 (B) 分子中若有C4，又有i，则必有 (C) 凡是平面型分子必然属于C s群 (D) 在任何情况下，2?n S=E? 4008 对称元素C2与h组合，得到___________________；C n次轴与垂直它的C2组合，得到______________。 4009 如果图形中有对称元素S6，那么该图形中必然包含：---------------------------- ( ) (A) C6，h(B) C3，h(C) C3，i(D) C6，i 1 第三章化学动力学基础课后习题参考答案 2解：（1）设速率方程为 代入数据后得： 2.8×10-5=k ×(0.002)a (0.001)b ① 1.1×10-4=k ×(0.004)a (0.001)b ② 5.6×10-5=k ×(0.002)a (0.002)b ③ 由②÷①得: 2a =4 a=2 由③÷①得: 2b =2 b=1 （2）k=7.0×103(mol/L)-2·s -1 速率方程为 （3）r=7×103×(0.0030)2×0.0015=9.45×10-5(mol ·L -1·s -1) 3解：设速率方程为 代入数据后得： 7.5×10-7=k ×(1.00×10-4)a (1.00×10-4)b ① 3.0×10-6=k ×(2.00×10-4)a (2.00×10-4)b ② 6.0×10-6=k ×(2.00×10-4)a (4.00×10-4)b ③ 由③÷②得 2=2b b=1 ②÷①得 22=2a ×21 a=1 k=75(mol -1·L ·s -1) r=75×5.00×10-5×2.00×10-5=7.5×10-8(mol ·L -1·s -1) 5解：由 得 ∴△Ea=113.78（kJ/mol ） 由RT E a e k k -=0得：9592314.81078.11301046.5498.03?=?==??e ke k RT E a 9解：由阿累尼乌斯公式：RT E k k a 101ln ln -=和RT E k k a 202ln ln -=相比得： ∴ 即加催化剂后，反应速率提高了3.4×1017倍 因△r H θm =Ea(正) -Ea(逆) Ea(逆)=Ea(正)-△r H θm =140+164.1=304.1(kJ/mol) 10解：由)11(ln 2 112T T R Ea k k -=得： )16001(314.8102621010.61000.1ln 2 384T -?=??-- T 2=698（K ） 由反应速率系数k 的单位s-1可推出，反应的总级数为1，则其速率方程为 r=kc(C 4H 8) 对于一级反应,在600K 下的)(1014.110 10.6693.0693.0781s k t ?=?== - ) ()(2O c NO kc r b a =)()(107223O c NO c r ?=) ()(355I CH c N H C kc r b a =)11(ln 2112T T R E k k a -=)627 15921(314.8498.081.1ln -=a E ) /(75.41046.5656314.81078.113903s mol L e e k k RT E a ?=??==??--36.40298314.810)140240(ln 32112=??-=-=RT E E k k a a 1712104.3ln ?=k k 第五章 多原子分子的化学键 1. (东北师大98)离域π键有几种类型? (三种) 正常离域π键，多电子离域π键，缺电子离域π键 2. 用HMO 法计算环丙烯基π体系能量。 1 1 1 10 1 1 x x x =展开x 3-3x+2=0 (x-1)2(x+2)=0 解得 x 1=-2,x 2=x 3=1 E 1=α+2β E 2= E 3=α-β E D π=2E 1+E 2=3α+3β 3. NO 2+为直线型, NO 3-为平面三角型，指出它们中心原子杂化类型，成键情况和所属分子点群。 ..4.3O-N-O : 2 D h O N N SP π+ ??∞??.杂化 2643h N SP D O O π?????? ???????????? ： 4. (东北师大99)推出y 轴的等性sp 2杂化轨道波函数 解： 等性杂化：c 112=c 212=c 312=1/3, Ψ1中只有p y 成分：c 112+c 12 2=1 1s py ψ 123k k s k px k py c c c ψφφφ=+ +11c =12c 2s py px 3s py px ψψ 5. (东北师大2000)乙烯中∠HCH=11 6.6。 ，其中含-C-H 键指向x 轴的正向，试求形成该键的杂化轨道波函数和杂化指数。 解： x 两个C －H 键夹角为116.6。 cos 0.3091kl αθαα==-=- p 成分/s 成分=(1- α)/α=2.236 所以在C-H 方向上的杂化轨道为：sp 2.236 1111222122233313233=c =c =c s px s px py s px py c c c c c ψφφψφφφψφφφ+++++ 22 213123y 232 22223 33 23 33 2333222221222322220.309 , p , =1 +=1 0.191 c c c c c c c c c c c c c αψψψψ====++==等价，轨道对有相同的贡献 1. 请根据质量作用定律写出下列基元反应的反应速率表示式(试用各种物质分别表示)。 ()()()()21 A+B 2P 2 2A+B 2P 3 A+2B P+2S 4 2Cl+M Cl +M k k ??→??→?? →?→? 解：()[][][][][]d A d B d P 11A d d 2d r k t t t =?=?==B ()[][][][][]2d A d B d P 112=2d d 2d r k t t t =?=?=A B ()[][][][][][]2d A d B d P d S 113===A d 2d d 2d r k t t t t =??=B ()[][][][]22d Cl d Cl 14==Cl 2d d r k t t =?M 2. 某气相反应速率表示式分别用浓度和压力表示时为[]A n c c r k =?和，试求 和之间的关系，设气体为理想气体。 A n p p r k p =?c k p k 解： 设反应为 ()()A g B g p k ??→A A d d n p p p r k t =?=p 因A A p c RT =，代入上式得 ()()A A d d n p p c RT r k t =?=c RT 则 ()1A A d d n n c p c c r k RT c k c t ??===A n ()1n c p k k RT ?= 故 ()1n p c k RT k ?=3．时N 298K 2O 5(g)分解反应半衰期12t 为5.7h ，此值与N 2O 5的起始浓度无关，试求： （1）该反应的速率常数； （2）作用完成时所需时间。 90%解：（1）因反应的半衰期与反应物起始浓度无关，故此反应为一级反应，其反应速率常 数为 1112ln 2ln 2h 0.1216h 5.7k t ????===???? - 1 - 3-1 在反应体积为3 1m 的间歇操作釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生成丙二醇 32232COHCHOHCH H →+O H COCHCH H 该反应对环氧丙烷为一级，反应温度下的速率常数为0.981 -h ，原料液中环 氧丙烷的浓度为 2.1kmol/3 m ，环氧丙烷的最终转化率为90%。若辅助时间为0.65h ，一天24h 连续生产，试求丙二醇的日产量为多少？ 解 3223 2COHCHOHCH H →+O H COCHCH H ( A ) ( B ) 一级反应 h x k C C k t Af Af A 35.29 .011ln 98.0111ln 1ln 10=-=-== h m h m t t V v /3 1)65.035.2(13 300=+=+= 丙二醇日产量=Af A x C v 0024 = 天/12.159.01.23 124kmol =??? kmol k /g 76M B = 丙二醇日产量天/kg 2.111492.11576Q =?= 3-2一个含有A 和B 液体)/0.04mol c /10.0c (B00 L L mol A ==、 以体积流量2L/min 流入容积V R =10L 的全混流反应器，物料在最佳的条件下进行 反应A →2B+C 。已知由反应器流出的物料中含有A 、B 和C ， L mol c Af /04.0=。试求：在反应器内条件下，A 、B 和C 的反应速率？ 解 空时 min 5min /2100===L L v V R τ min 5/)04.01.0(00L mol C C r r C C Af A Af Af Af A -= -= =-τ τ min /012.0?=L mol min)/(024.02?==L mol r r Af Bf min)/(012.0?==L mol r r Af Cf 3-3 一个液相反应： A+B →R+S 其中，min)/(71 ?=mol L k ，min)/(32?=mol L k 。 反应是在一个容积为120L 的稳态全混流反应器中进行的，两条加料线，一个保持2.8mol/L 反应物A 的加料浓度，另一个保持1.6mol/L 反应物B 的加料浓度，两条线分别以等体积速率进入反应器，要求指定组分转化率为75%。求每条线的加料流量？假设反应器内密度为常数。 解 S R 1k 2 k +??←+? →?B A 因B 的浓度低，所以为指定组分，两条线混合后两组份的浓度各降一半， 因此，有： %751x 0 0=- =-= B Bf B Bf B Bf c c c c c L mol c Bf /2.0= L mol X C C c Bf B A Af /8.075.08.04.100=?-=-= 因此， S R 1k 2 k +??←+? →?B A 出口 初始 1.4 0.8 0 0 L mol c Af /8.0= 反应掉 0.6 0.6 生成 0.6 0.6 L mol c Bf /2.0= 第5章 化学动力学基础 一、判断题 1.某反应m r G ?的负值很大，表明反应趋势很大，也反应其反应速率很大。 （ ） 2.化学反应速率通常随时间的增加而减小。 （ ） 3.对一切化学反应来说，如反应物浓度加倍，则反应速率也加倍。（ ） 4.在复杂反应中，反应速率一般决定于其中最慢的步骤。 （ ） 5.反应物浓度对时间作图得一直线，是一级反应的特征。 （ ） 6.二级反应的特征是其半衰期为常数。 （ ） 7.温度升高使反应加速的主要原因是在较高温度下，速率常数变大。（ ） 8.反应活化能E a 的大小，与正、逆反应的标准热效应的大小有关。（ ） 二、选择题 1. 下述两个反应的速率系数分别为 ) g (H PO H OH PO H 23222+→+- --；k A =3.21224min mol L 10---??? )g (O 2/1NO 2)g (O N 2252+→；k B =715min 10--? 下列叙述中正确的是（ ） ①初始浓度都相同时，反应速率v A ＞v B ②c (-22PO H )和c (-OH )等于1/5c (N 2O 5)时，反应速率v A ≈v B ③两反应的反应物浓度都是11L mol -?时v A ＞v B ④两反应的反应物浓度都是11L mol -?时v A ＜v B 2. 关于速率常数的下述说法中正确的是（ ） ①k 值较大的反应，反应速率必定较大； ②一般说，一个反应的温度越高，其k 值越大； ③一个反应k 值的大小主要取决于反应物本性； ④一个反应的反应物浓度越大，其k 值越大； 3. 反应A+B →C ，速率方程为v=kc (A)c (B)。当A,B 的起始浓度都 是0.201L mol -?时，反应速率为8410-?11s L mol --??，如A,B 的起始浓度为0.601L mol -?时，其反应速率(11s L mol --??)将是（ ） ①8410-? ②1.6310-? ③2.4310-? ④7.2310-? 4. 某一级反应半衰期为100s ，这意味着（ ） ①反应在200s 内结束； ②反应物浓度200s 时为100s 时的一半 ③每一100s 反应物消耗量相同；④反应开始进行了100s 5. 在的反应A+B →C+D 中，0r m H θ ?<，一般说升高温度（ ） ①只能逆反应速率增大 ②只增加正反应速率 ③对正、逆反应速率均无影响 ④正、逆反应速率均增大 6. 为在较短时间内达到化学平衡，对大多数气相反应来说，宜采用 的措施是（ ） ①减小生成物的浓度；②增加温度和压力 ③使用催化剂 ； ④降低温度和减小反应物的压力 7. 反应A+B →C+D ，r m H θ?=251 mol kJ -?，则正反应的活化能E a （ ） ①为-251mol kJ -?；②＞251mol kJ -?；③＜251mol kJ -?；④＝251mol kJ -? 8. 反应A 和反应B ，在25℃时B 的反应速率较快。在相同的浓度 条件下，45℃时A 比B 的反应速率快，这表明A ，B 两反应的活 第五章配合物反应动力学 研究范围：取代、氧化还原、异构化、加成与消除、配体上进行的反应 本章只讲述：取代反应和氧化还原反应 第一节：取代反应动力学 例：L5M-X+Y L5M-Y+X 一、取代的反应机理 1、离解机理（SN1机理，D） 慢 a．L5M-X = L5M+ X（配位数下降6 5） b．L5M+Y=L5M-Y 速率方程：d[L5M-Y]/dt = k[L5M-X] 速率与Y的浓度无关，是对[L5M-X]的一级反应 2、缔合机理（SN2机理，A） 慢 a、L5M-X+Y = L5MXY（配位数升高6 7） b、L5MXY = L5M-Y + X 反应速率：d[L5M-Y]/dt = k[L5M-X][Y] 动力学上属于二级反应。 * SN1和SN2是两种极限情況，大多数反应都是按照这两种极限情况的中间机理进行的。 3、交换机理（I） 离解机理是旧键断裂，缔合机理是新键形成，前者是先破后立，后者是先立后破，在实际的取代反应中旧键的断裂与新键的形成是同时发生的。取代反应最可能进行的方式是：取代的配体接近的同时，被取代的配体逐渐离去，即配合物发生取代反应时配位数没有变化，新键的生成和旧键断裂同时进行，彼此相互影响，这种机理称交换机理或称I机理。 I机理又可进一步分为I a和I d机理： I d机理是取代反应中离去配体的影响大于进入配体的影响。 I a机理是取代反应中进入配体的影响大于离去配体的影响。 D ML n X + Y ML n + X +Y ML n Y + X (1) (3) X (7) I ML n ML n X …… Y (4) Y ML n Y …… X (2) A X (6) MLn (5) Y D 机理:途径（1)→（3)→（7） A 机理:途径（1)→（2)→（5)→(6)→(7) I 机理:途径（1)→（2)→（4）→(6)→(7) 二、活性与惰性配合物及取代机理的理论解释 配离子发生配位体交换反应的能力, 是用动力学稳定性的概念来描述的, 配体交换反应进行得很快的配合物称为活性的配合物, 而那些交换反应进行得很慢或实际上观察不到交换的配合物则称为惰性配合物。 事实上, 这两类配合物之间并不存在明显的界限。 1、活性与惰性配合物 1）定义：配体可被快速取代的配合物，称为活性配合物；配体取代缓慢的配合物，称为惰性配合物 0.1M ）在25℃时反应，t 1/2>1min ，称为惰性配合物；t 1/2<1min ，称为活性配合物。 2）与热力学稳定常数的关系 活性与惰性是动力学上的概念，不可与稳定性混为一谈。 惰性配合物也可能是热力学不稳定的配合物。 如：[Co(NH 3)6]3+，在室温的酸性水溶液中为一惰性配合物，H 2O 取代NH 3需几周时间，但 [Co(NH 3)6]3+ +6H 3O +=[Co(H 2O)6]3++6NH 4+ 反应平衡常数K=1025, 极不稳定。 第五章 非均相反应动力学 1.工业催化剂所必备的三个主要条件是：_______、_______、_______。（活性好、选择性高、寿命长） 2.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。（范德华力、化学键力） 3.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的，而化学吸附是_______分子层的。（多、单） 4.气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为_______。（吸附等温方程） 5. _______吸附等温方程式是假定吸附热是随着表面覆盖度的增加而随幂数关系减少的。（Freundlich ） 6._______吸附等温方程式是按吸附及脱附速率与覆盖率成指数函数的关系导出的。（Temkin ） 7.固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于_______方程。（BET ） 8.在气—固相催化反应中，反应速率一般是以单位催化剂的重量为基准的，如反应A →B ，A 的反应速率的定义为_______。（dt dn W r A A ?-=-1） 9.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_______和_______的影响。（内扩散、外扩散） 10.测定气固相催化速率检验外扩散影响时，可以同时改变催化剂装量和进料流量，但保持_______不变。（0A F W ） 11.测定气固相催化速率检验外扩散影响时，可以同时改变_______和_______，但保持0A F W 不变。（催化剂装量、进料流量） 12.测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的_______，在恒定的0A F W 下测_______，看二者的变化关系。[粒度（直径p d ）、转化率] 13.测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的粒度（直径 p d ），在恒定的 _______下测转化率，看二者的变化关系。（0A F W ） 14.催化剂回转式反应器是把催化剂夹在框架中快速回转，从而排除_______影响和达到气相_______及反应器_______的目的。（外扩散、完全混合、等温） 15.流动循环（无梯度）式反应器是指消除_______、_______的存在，使实验的准确性提高。（温度梯度、浓度梯度） 16.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由_______所致。（分子间碰撞） 17.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为_______。[分子扩散（容积扩散）] 18.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞 第十一章化学动力学 1.反应为一级气相反应，320 oC时 。问在320 oC加热90 min的分解分数为若干？ 解：根据一级反应速率方程的积分式 答：的分解分数为11.2% 2.某一级反应的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。 解：同上题， 答：还剩余A 1.56%。 3．某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？ 解：根据一级反应速率方程的积分式 答：反应掉50%需时19.4 min。 4． 25 oC时，酸催化蔗糖转化反应 的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c） 使用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若干？ 解：数据标为 利用Powell-plot method判断该反应为一级反应， 拟合公式 蔗糖转化95%需时 5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺 为一级反应。反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。KI只与A反应。数据如下： 计算速率常数，以表示之。。 解：反应方程如下 根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一， 作图 。 6．对于一级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应又应为多少？ 解：转化率定义为，对于一级反应， 对于二级反应， 7．偶氮甲烷分解反应 为一级反应。287 oC时，一密闭容器中初始压力为21.332 kPa，1000 s后总压为22.732 kPa，求。 解：设在t时刻的分压为p， 1000 s后，对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成： 结构化学第五章习题 及答案 https://www.360docs.net/doc/fa2877472.html,work Information Technology Company.2020YEAR 习 题 1. 用VSEPR 理论简要说明下列分子和离子中价电子空间分布情况以及分子和离子的几何构型。 (1) AsH 3; (2)ClF 3; (3) SO 3; (4) SO 32-; (5) CH 3+; (6) CH 3- 2. 用VSEPR 理论推测下列分子或离子的形状。 (1) AlF 63-; (2) TaI 4-; (3) CaBr 4; (4) NO 3-; (5) NCO -; (6) ClNO 3. 指出下列每种分子的中心原子价轨道的杂化类型和分子构型。 (1) CS 2; (2) NO 2+; (3) SO 3; (4) BF 3; (5) CBr 4; (6) SiH 4; (7) MnO 4-; (8) SeF 6; (9) AlF 63-; (10) PF 4+; (11) IF 6+; (12) (CH 3)2SnF 2 4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp 2等性杂化轨道的表达 式。 5. 写出下列分子的休克尔行列式： CH CH 2 123 4 56781 2 34 6. 某富烯的久期行列式如下，试画出分子骨架，并给碳原子编号。 0100001100101100001100 001101001 x x x x x x 7. 用HMO法计算烯丙基自由基的正离子和负离子的π能级和π分子轨道，讨论它们的稳定性，并与烯丙基自由基相比较。 8. 用HMO法讨论环丙烯基自由基C3H3·的离域π分子轨道并画出图形，观察轨道节面数目和分布特点；计算各碳原子的π电荷密度，键级和自由价，画出分子图。 9. 判断下列分子中的离域π键类型： (1) CO2 (2) BF3 (3) C6H6 (4) CH2=CH-CH=O (5) NO3－ (6) C6H5COO－ (7) O3 (8) C6H5NO2 (9) CH2＝CH－O－CH＝CH2 (10) CH2＝C＝CH2 10. 比较CO2, CO和丙酮中C—O键的相对长度，并说明理由。 11. 试分析下列分子中的成键情况，比较氯的活泼性并说明理由： CH3CH2Cl, CH2=CHCl, CH2=CH-CH2Cl, C6H5Cl, C6H5CH2Cl, (C6H5)2CHCl, (C6H5)3CCl 12. 苯胺的紫外可见光谱和苯差别很大，但其盐酸盐的光谱却和苯很接近，试解释此现象。 13. 试分析下列分子中的成键情况，比较其碱性的强弱，说明理由。 NH3, N(CH3)2, C6H5NH2, CH3CONH2 14. 用前线分子轨道理论乙烯环加成变为环丁烷的反应条件及轨道叠加情况。 15. 分别用前线分子轨道理论和分子轨道对称性守恒原理讨论己三烯衍生物的电环化反应在 加热或者光照的条件下的环合方式，以及产物的立体构型。 参考文献： 1. 周公度，段连运. 结构化学基础（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 2. 张季爽，申成. 基础结构化学（第二版）. 北京：科学出版社，2006 3. 李炳瑞.结构化学（多媒体版）.北京：高等教育出版社，2004 4. 林梦海，林银中. 结构化学. 北京：科学出版社，2004 5. 邓存，刘怡春. 结构化学基础（第二版）. 北京：高等教育出版社，1995 6.王荣顺. 结构化学（第二版）. 北京：高等教育出版社，2003 7. 夏少武. 简明结构化学教程（第二版）. 北京：化学工业出版社，2001 8. 麦松威，周公度，李伟基. 高等无机结构化学. 北京：北京大学出版社，2001 9. 潘道皑. 物质结构（第二版）. 北京：高等教育出版社，1989 10. 谢有畅，邵美成. 结构化学. 北京：高等教育出版社，1979 11. 周公度，段连运. 结构化学基础习题解析（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 12. 倪行，高剑南. 物质结构学习指导. 北京：科学出版社，1999 13. 夏树伟，夏少武. 简明结构化学学习指导. 北京：化学工业出版社，2004 结构化学复习题 一、选择填空题 第一章量子力学基础知识 1.实物微粒和光一样，既有性，又有性，这种性质称为性。 2.光的微粒性由实验证实，电子波动性由实验证实。 3.电子具有波动性，其波长与下列哪种电磁波同数量级？ （A）X射线（B）紫外线（C）可见光（D）红外线 4.电子自旋的假设是被下列何人的实验证明的？ （A）Zeeman （B）Gouy （C）Stark （D）Stern-Gerlach 5.如果f和g是算符，则 (f+g)(f-g)等于下列的哪一个？ (A)f2-g2； (B)f2-g2-fg+gf； (C)f2+g2； (D)(f-g)(f+g) 6.在能量的本征态下，下列哪种说法是正确的？ （A）只有能量有确定值；（B）所有力学量都有确定值； （C）动量一定有确定值；（D）几个力学量可同时有确定值； 7.试将指数函数e±ix表示成三角函数的形式------ 8.微观粒子的任何一个状态都可以用来描述；表示粒子出现的概率密度。 9.Planck常数h的值为下列的哪一个？ （A）1.38×10-30J/s （B）1.38×10-16J/s （C）6.02×10-27J·s （D）6.62×10-34J·s 10.一维势箱中粒子的零点能是 答案: 1.略. 2.略. 3.A 4.D 5.B 6.D 7.略 8.略 9.D 10.略 第二章原子的结构性质 1.用来表示核外某电子的运动状态的下列各组量子数（n, 1, m, m s）中，哪一组是合理的？ (A)2，1，-1,-1/2；(B)0，0，0，1/2；(C)3，1，2，1/2；(D)2，1，0，0。 2.若氢原子中的电子处于主量子数n=100的能级上，其能量是下列的哪一个： (A)13.6Ev； (B)13.6/10000eV； (C)-13.6/100eV； (D)-13.6/10000eV； 3.氢原子的p x状态，其磁量子数为下列的哪一个？ (A)m=+1； (B)m=-1； (C)|m|=1； (D)m=0； 4.若将N原子的基电子组态写成1s22s22p x22p y1违背了下列哪一条？ (A)Pauli原理；（B）Hund规则；（C）对称性一致的原则；（D）Bohr理论 5.B原子的基态为1s22s2p1,其光谱项为下列的哪一个？ (A) 2P；（B）1S； (C)2D； (D)3P； 6.p2组态的光谱基项是下列的哪一个？ （A）3F；（B）1D ；（C）3P；（D）1S； 7.p电子的角动量大小为下列的哪一个？ （A）h/2π；（B）31/2h/4π；（C）21/2h/2π；（D）2h/2π； 《结构化学》第五章习题 5001 NF 3和NH 3分子中， 键角∠FNF 比∠HNH 要 （a ） ， 这是因为（b ）。 5002 写出下列分子的结构式(标明单键和多重键等键型)和立体构型： (1) Al 2Cl 6 ，(2) HN 3 ，(3) Fe(CO)3( 4- C 4H 4) ，(4) XeOF 4 ，(5) XeF 4 5003 NH 3和PH 3分子键角值大者为___________________分子。 5004 用价电子对互斥理论推断： PF 4+的构型为_________________， 中心原子采用的杂化轨道为_____________________： XeF 4的构型为___________________，中心原子采用的杂化轨道为________________________。 5005 写出下述分子中中心原子的杂化方式及分子的几何构型： HgCl 2_________________： Co(CO)4-__________________： BF 3___________________： Ni(CN)42-__________________。 5006 sp 2(s ，p x ，p y )等性杂化轨道中，若1ψ和x 轴平行，2ψ和y 轴成30°，1ψ，2ψ，3 ψ互成120°。请写出满足正交归一化条件的三个杂化轨道表达式： 1ψ______________________________： 2ψ______________________________： 3ψ______________________________。 5007 O 3的键角为116.8°，若用杂化轨道ψ=c 1s 2ψ+c 2p 2ψ描述中心O 原子的成键轨道，试按键角与轨道成分关系式cos θ=-c 12/c 22，计算： (1) 成键杂化轨道中c 1和c 2值；结构化学第四章习题
第三章化学动力学基础课后习题参考答案
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