物理化学—动力学练习题及参考答案1.doc

动力学1A一、选择题1. 连串反应 ABC 其中 k1= 0.1 min-1， k2= 0.2 min-1，假定反应开始时只有 A，且浓度为 1 moldm-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) 2. 平行反应 AB (1)； AD (2)，其反应 （1） 和（2） 的指前因子相同而活化能不同，E1为 120 kJmol-1，E2为 80 kJmol-1，则当在 1000K进行时，两个反应速率常数的比是： ( ) (A) k1/k2= 8.13810-3 (B) k1/k2= 1.228102 (C) k1/k2= 1.5510-5 (D) k1/k2= 6.47104 3. 如果臭氧 (O3) 分解反应 2O3 3O2的反应机理是： O3 O + O2 (1) O + O3 2O2 (2) 请你指出这个反应对 O3而言可能是： ( ) (A) 0 级反应 (B) 1 级反应 (C) 2 级反应 (D) 1.5 级反应 4. 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 5. 如果反应 2A + B 2D 的速率可表示为： r = -dcA/dt = - dcB/dt = dcD/dt 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 6. 实验测得反应 3H2+ N2 2NH3 的数据如下： 实验 p/kPa p/kPa (-dp总/dt) / (Pah-1) 113.3 0.133 1.33 226.6 0.133 5.32 353.2 0.0665 10.64由此可推知该反应的速率方程 dp(NH3)/2dt 等于： ( ) (A) kp p (B) kpp (C) kp p (D) kp p 7. 在反应 ABC，AD 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 8. X0 Y0 Z 增加 0.0050 moldm-3 所需的时间/ s0.10 moldm-3 0.10 moldm-3 72 0.20 moldm-3 0.10 moldm-3 18 0.20 moldm-3 0.05 moldm-3 36 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 9. 一级反应，反应物反应掉 1/n 所需要的时间是： ( ) (A) -0.6932/k (B) (2.303/k) lgn/(n-1) (C) (2.303/k) lgn (D) (2.303/k) lg(1/n) 10. 关于反应速率理论中概率因子P的有关描述，不正确的是： ( ) (A) P与DSm有关 (B) P体现空间位置对反应速率的影响 (C) P与反应物分子间相对碰撞能有关 (D) P值大多数1的二、填空题 12. 60 Co广泛用于癌症治疗, 其半衰期为5.26 a (年), 则其蜕变速率常数为：_, 某医院购得该同位素20 mg, 10 a后剩余 _ mg。 13. CH2CO光照射分解为C2H4及CO，当吸收光强Ia4.810-9 mols-1 ，且 F( C2H4)1，F( CO)1，则15.2 min内产品的物质的量n(CO)=_， n(C2H4)=_。14. 反应 2N2O5 4NO2+ O2 在328 K时，O2(g)的生成速率为0.7510-4 moldm-3s-1。 如其间任一中间物浓度极低, 难以测出, 则该反应的总包反 应速率为 _moldm-3s-1, N2O5之消耗速率为_ moldm-3s-1，NO2之生成速率为_moldm-3s-1 。 15. 某反应需激发能量为126 kJmol-1，相当于入射光的波长lnm_。16. 在基元反应中, 实验活化能Ea的物理意义 。17. O3分解反应为 2O33O2 ，在一定温度下, 2.0 dm3容器中反应。实验测出O3每秒消耗1.5010-2 mol, 则反应速率为_moldm-3s-1，氧的生成速率为_moldm-3s-1, dx /dt为_ moldm-3s-1. 18. 阿仑尼乌斯公式kAexp(EaRT)中的Ea，称之为 。Ea是一个与 常数。 19. 反应 AB ，对A而言为二级反应, t和t分别代表反应物A消耗掉50%和75% 所需时间, 其值比为_。 20. 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_。 21. 采用32P标记的五氯化磷 t1/2 为14.3 d, 经_d后, 放射性衰变到起始值的1/1000。 三、计算题22. 对于乙酰胆碱及乙酸乙酯在水溶液中的碱性水解反应，298 K下实验测得其活化焓分别为 48.5 kJmol-1、49.0 kJmol-1，活化熵分别为 -85.8 JK-1mol-1、-109.6 JK-1mol-1。试问何者水解速率更大？大多少倍？由此可说明什么问题？23. 反应 A B， 正逆反应均为一级 已知: lgk1/s-1 = -2000/(T/K) + 4.0 lgK (平衡常数) = 2000/(T/K) - 4.0 反应开始时， A0= 0.5 moldm-3， B0= 0.05 moldm-3 试计算: (1) 逆反应的活化能E-1 ？ (2) 400 K 下，反应平衡时 A 和 B 的浓度。 24. 应用下述浓差电池测定叔丁基氯在298 K时的水解速率常数（假定为一级反应）(CH3)3CCl + H2O (CH3)3COH + H+ + Cl-Ag | AgCl | A | B | AgCl | Ag反应开始前，在A，B两槽中加入95% H2O, 5%丙酮，两槽都含有0.144 moldm-3 NaClO4，A槽中叔丁基氯为0.001 moldm-3，反应开始后在B槽中每隔几秒加入少量0.0499 moldm-3 HCl，记录放置在二极间的电流计显示为零值的时间，得到如下数据： t/s 30 44 62 83 111 加入B中HCl体积/dm3 0.90 1.10 1.30 1.40 1.50 1.51求反应速率常数k 。25. 在80%的乙醇中, 某一氯烷烃的水解是一级反应, 在不同温度下, 测得其k值如下： T/K 273 298 308 318 k/s-1 1.0610-5 3.1010-4 9.8610-4 2.9210-3 求实验活化能及指前因子。 动力学1A答案一、选择题 1. (C) 2. (A) 3. (B) 4. (D) 5. (D) 6. (B) 7. (A) 8. (C) 设 r = kX0 nY0 m r2/r1= (0.2 moldm-3/0.1 moldm-3)n(0.1 moldm-3/0.1 moldm-3)m = 72/18 = 4 2 n = 4 n = 2 同理：2 m = 2 m = 1 9. (B) 10. (C)二、填空题12. k =0.1318 a-1 x =5.4 mg 13. 8.810-6 mol， 4.410-6 mol。 n(CO) =(2.015.2604.810-9) mol =8.810-6 mol n(C2H4) =n(CO)/214. 答 0.7510-4, 1.5010-4, 3.0010-4 15. 答 950 l =c/n =chL/E16. 答 活化分子的平均能量与反应物分子平均能量的差值。17. 答 0.7510-2, 2.2510-2, 1.5010-2. 18. 答 实验活化能, T无关。19. 答 1/3 20. 答 63.1 kJmol-1 ln(k2/k1) =ln(50/5)=(Ea/8.314)(1/275-1/300) 21. 答 143 d t = - 三、计算题 22. 答 k = (kBT/h)exp(DSm/R)exp(-DHm/RT) k1/k2= 22.2 即乙酰胆碱水解速率大，说明 DHm相近，DSm对反应速率起决定作用。 23. 答 (1) lg K = lg k1/k-1= 2 000/(T/K) - 4.0 lg k1= -2 000/(T/K) + 4.0 lg k-1= -4 000/(T/K) + 8.0 ln k = -E-1/RT + lnA E-1 = 2.303R4 000 = 76.59 kJmol-1 (2) 平衡时，k1(A0- xe) = k-1 (B0+xe) xe= (k1A0- k-1B0)/(k1+ k-1) = 0.45 moldm-3 Ae= 0.05 moldm-3 Be= 0.50 moldm-3 24. 答 水解量与生成HCl量相等，B中加入HCl与A中生成的HCl平衡而得知分解量。代入k=ln式中取平均，k=0.0258 s-1 。 （分解叔丁基氯百分数为 100%=1