化学动力学A练习题.doc

1 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 dm3mol-1s-1，c0= 0.1 moldm-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 E2 E1，且都在相同的升温度区间内升温， 则： ( ) (A) 21 dlndln dd kk TT (B) 21 dlndln dd kk TT （C） 21 dlndln dd kk TT (D) 21 dd dd kk TT 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) 0.310-6 s (B) 2.5 min (C) 5580 a (D) 4.5109 a 6. 某具有简单级数的反应，k = 0.1 dm3mol-1s-1，起始浓度为 0.1 moldm-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 4.6210-2 min-1，反应物初始浓度为 0.1 moldm-3 ，该反应的半衰期应是： ( ) (A) 150 min (B) 15 min 2 (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) 4.5109 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 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 A A A A A A A A k+ , k- 间的关系为： ( ) (A) K k+/ k- (B) K cB (B) cA= cB (C) cA 0，A ，C 是自由基， AB ， BC 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 Ea？ (A) 0.055 AB (B) 0.055 AB+ rHm (C) 0.055 BC (D) 0.055 BC- rHm 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=kV3+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 Ia4.810-9 mols-1 ，且 ( C2H4)，( CO)，则 15.2 min 内产品的物质的量 n(CO)=_， n(C2H4)=_。 13. 气相基元反应 2A k1 B 在一恒容的容器中进行，p0为 A 的初始压力, pt为 时 间 t 时反应体系总压，此反应速率方程 dpt/ dt = 。 14. T=1000 K 时分子能量大于 20 kJmol-1的分率为_。 15. F.S.Willamson 和 E.King 发现反应： BrO +3SO= Br- +3SO 3 3 2 4 2 的起始速率由 kBrO SOH+确定, 其逆反应按照热力学观点，可能的 3 3 2 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. N2和 H2合成 NH3, 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 kJmol-1 ，用 Fe 催化时, 活化能降至 167.4 kJmol-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 kc a t / k0) =_。 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 ATP 水解反应遵守 Michaelis 历程，实验测定了不同温度下 的反应速率常数 k2，其中有两组数据如下：ESP + E T/K k2106/s-1 317.0 7.22 10 323.4 13.9 计算 313.2 K 时的 E2，H，G及S。 2 m $ 2 m $ 2 m $ 22. 浓度为 0.05 moldm-3 的气体乙醛，分解成 CH4和 CO 为二级反应， 2CH3CHO = 2 CH4+ 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 =36 nm2)? 24. 把一定量的 PH3(g) 引入有惰性气体的 600 的烧瓶中，PH3(g)分解为 P4(g) 和 H2(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)2顺-Co(en)2(OH)2是 1-1 级对峙反应（en 代表乙二胺） ，298 K 时 k t1/2=60.2 h， m=117.2 kJmol-1，计算m，并对过渡态的结构作一定性描述。 HS 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(9599%)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 O3(g)+O(g) 2O2(g)且 NO， 及 Cl 能起催化作用。 试述 NO 及 Cl 催化 O3分解的反应历程，并解释致冷剂 CFCl3和雾化剂 CF2Cl2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 H2+I22HI 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 KAK B KBK 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 = bp/(1+bp)，其中 为饱和吸附量，b 为 吸附系数。为从实验数据来计算 及 b，常将方程改变成直线形式。当以 1/ 对 1/p 作图时能得到直线。则： ( ) (A) 直线斜率为 ，截距为 b (B) 斜率为 ， 截距为 1/b 11 (C) 斜率为 1/， 截距为 b (D) 斜率为 1/b， 截距为 1/ 4. 表面压的单位是： ( ) (A) Nm-2 (B) kgm-2 (C) Nm-1 (D) Jm-2 5. 当表面活性物质加入溶剂后，所产生的结果是： ( ) (A) d/ da 0，正吸附 (D) d/ da 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) TMKuH 等温式 (D) 以上三种皆可以 7. 纯水的表面张力为 1，某溶质的表面张力为2 ，且 2 1，制成水溶液后，溶质的 表面浓度为 cs，本体浓度为 c，则： ( ) (A) cs c (B) cs 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 12 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 Nm-1mol-1kg，正丁醇在浓度为 0.1 molkg-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=0.857 Nm-1，密度为 2350 kgm-3，现将一直径为 1.010-3 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 ki =0.080 h-1, 引发剂的起始浓度为 0.010 moldm-3, 则引发速率 d R/ d t =_ moldm-3s-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. 水与玻璃界面的电势约为 50 mV，计算当电容器两端的电势梯度为 40 Vcm-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 1.010-3 kgm-1s-1，介电常数为 8.8910-9 CV-1m-1。试写 出介电常数的量纲。 22. 已知 0.2% 的金溶胶= 0.010 Pas。在一秒钟里由于布朗运动，粒子沿 x 轴 方向的平均位移是 1.83310-3 cm。金的密度为 19.3 gcm-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 13 /Nm-1 0.07275 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 m2g-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 kgm-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 5.2103 kgm-3, 试求粒子的直径。 25. 25时，将一直径为 110-4 m 的玻璃毛细管插入 CHCl3(l)中，液面上升了 7.4 cm。已知 CHCl