四川大学2007级物理化学I-2半期试题_answer_.pdf

2007 级 化学学院 物理化学 I 2 半期试题 参考答案 231 B 1 3810 J Kk 34 6 62610 J sh 一 选择题 16 分 1 某反应物反应了 3 4 所需时间是反应了 1 2 所需时间的 2 倍 则该反应的级数为 B A 0 级 B 1 级 C 2 级 D 3 级 2 对于二级反应 下列说法中哪一个是不恰当的 A A 浓度 C 与时间 t 呈线性关系 B 半衰期与反应物初始浓度成反比 C 不同温度下转化相同分数所需时间与速率成反比 D k2的单位为 浓度 时间 1 3 某复杂反应表观速率常数 k 与各基元反应速率常数间关系为 1 2 214 2 5 kkkk 则表现活 化能 Ea与各基元反应活化能 Ei之间关系为 B A 214 1 25 2 aEEEE B 214 1 2 aEEEE C 12 2 14 25 aEEEE D 1 2 4 1 2 2 5 a E EE E 4 某一基元反应 rm H 100 kJ mol 该反应的活化能E a有 C A a 100 kJ mol E D Ea的大小无法确定 5 1 1 级平行反应 A k1 k2 B C 下列哪些结论是不恰当的 D A 12 kkk 总 B 1 2 B C k k C 1 2 12 ln2 t kk D 12 EEE 总 6 光化学反应的初级阶段A h P 其反应速率 D A 与入射光强度无关 B 与反应物A的浓度有关 C 与入射光频率有关 D 与反应物A浓度无关 7 n分子气相基元反应压力速率常数k p 的热力学表达式为 A 1 Brmrm A exp exp n p k TSH kp hRRT 1 Brm B exp exp nn a p k TRTSE ke hpRRT 1 Brmrm C exp exp n p k TpSH k hRTRRT 1 Brm D exp exp nn a p k TRTSE ke hpRRT 8 对于气体在固体表面的吸附以及催化反应 下列说法中不正确的是 C A 气体分子在固体表面的吸附过程 0 0的反应得以进行 二 填空题 16分 第7题每空1分 其余每空2分 1 某反应的活化能是33 kJ mol 1 当T 300 K时 温度增加1K 反应速率常数增加的百 分数约为 4 41 2 反应3O2 2O3 其速率方程 2 2 32 d O O O d k t 或 2 3 32 d O O O d k t 那么k与k 的 关系是 2k 3k 3 某反应 其半衰期与起始浓度成反比 则反应完成87 5 的时间t1与反应完成50 的 时间t2之间的关系是 t1 7t2 4 298K在溶液中进行的1 1型对峙反应 1 1 AB k k 已知 4 1 1 5 56 10 sk 1 rm 87 94kJ molH 11 rm 301J KmolS 则298K时逆反应的速率常数 k 1 3 1 1 13 10 s 反应的半衰期 1 2 t 411 s 5 在300K 若反应物A分子与B分子要经过一百万倍次碰撞才能发生一次反应 这个反 应的活化能Ea为 35 70 kJ mol 1 6 用波长为250 nm的光来照射反应物 被吸收了100 J的光能 有6 27 10 3 mol反应物 发生了反应 量子效率 为 30 7 一定温度下 某液相反应 1 1 nmj A BC D k k 当在体系中加入某电解质以增加离子 强度时 k1 不变 k 1 减少 填增加 减少或不变 三 简答题 6分 1000K时 实验测定NH3在催化剂W上的分解反应为零级反应 NH3 首先在催化剂表面的活性位K上发生吸附 1 1 33 NH g KNH K k k 吸附态NH3K的分解 反应 2 32 NH KNH KH k 为决速步骤 若气体在催化剂上的吸附遵从Langmuir吸附 等温式 且氨吸附很强 H2和N2吸附很弱 试导出反应速率方程式 33 33 2NHNH NHNH 1 kp r p 并 讨论在什么情况下反应为零级反应 答 由于氨吸附很强 H2和N2吸附很弱 催化剂表面只有NH3占据吸附位K 3 22NH rrk 1 1 333 33 NH0NHNH NH g K NH K 1 k k p 吸附达平衡时 333 1NHNH 1NH 1 k pk 则 33 3 33 NHNH NH NHNH 1 p p 所以 33 33 2NHNH NHNH 1 kp r p 当NH3吸附很强 或NH3气相压力很大时 33 NHNH 1p 2 rk 此时为零级反应 四四 14分 反应H2 g Cl2 g 2HCl g 的机理如下 Cl2 M 2Cl M Cl H2 HCl H H Cl2 HCl Cl 2Cl M Cl2 M 1 试导出此反应的速率方程式 r 2 1 t d dHCl 2 已知Cl Cl键 H H键 H Cl键的键焓分别为243 3kJ mol 1 435 9kJ mol 1及 432 9kJ mol 1 试估算以上反应的表观活化能E表 解 1 2232 d HCl ClHHCl1 d kk t 2 1222324 d Cl 2ClClHHCl2Cl02 d kkkk t 2232 d H ClHHCl03 d kk t 2232 3ClHHCl 4kk 由式 2 3 式 得 2 124 2Cl2Clkk 1 2 1 2 4 ClCl5 k k 1 2 1 222 4 d HCl 4 512ClH d k k tk 将代入式 1 21 2 1 22222 4 d HCl1 ClHClH 2d k rkk xk 2 1 2 4 k kk k 214 1 2 EEEE 表 1 41bm 0 Cl Cl 243 3 kJ molEEH 对反应 2 1 rm 2 435 9432 93 0 kJ molH 为吸热反应 1 2bm 0 055 H Cl 23 81 kJ molEH 1 2rm 22 26 81 kJ molEHE 所以 1 214 1 148 46 kJ mol 2 EEEE 表 五 五 18 分分 气相反应2NO2 g F2 g 2NO2F g 反应速率可表示为 t p d d 2 1 2 NO 22 FNO pkp 已知反应开始时NO2 F2的初始压力为 22 NO 0F 0 100 kPa 50 kPa pp 在25 反应经10s 后容器压力达135 kPa 1 求25 反应的速率常数kp kc和反应的半衰期t1 2 2 在50 反应经10s后容器压力达120kPa 求反应的活化能Ea 解 1 容器压力达135 kPa时 2 NO 70 kPap 22 NONO 0 111 p k tpp 4 28 10 4 kPa 1 s 1 2 1 cp kkRT 1 06 10 3 m 3 s 1 2 1 2 NO 0 1 p t k p 23 36 s 2 容器压力达120kPa时 2 NO 40 kPap 22 NONO 0 111 p k tpp 1 50 10 3 kPa 1 s 1 1 2 21 ln p a p k RTT E TTk 40 14 kJ mol 1 六 六 14 分 分 300K时研究A在有缓冲介质的水溶液中的分解反应 H 2 AB g H O l B不溶于水 在不同时刻t测定B g 的分压pB pB和t满足关系式 B BB ln p k t pp B p 为 足够长时间后B的分压 k为常数 改变缓冲介质 在不同pH值下进行实验 作lg t1 2 pH作图 可得一直线 斜率为 1 截距为lg 0 693 k k为实验速率常数 设速率方程 式可表示为 A H rk 确定 之值 解 A H rk 由于反应在缓冲液中进行 H 为常数 A rk 0 BA BBA lnln pp k t ppp 故1 1 2 0 693 H t k 1 2 0 693 lglglg H t k 0 693 lgpH k 故1 A H rk 七 七 16分 分 某单分子重排反应AP 实验测得在393K时 k1 41 1 806 10 s 414K时 41 2 9 14 10 sk 试计算 1 反应的活化能Ea和指前因子A 2 393K时反应的 rm rm HS和 rm G 解 1 1 22 211 ln a RTTk E TTk 104 45 kJ mol 1 a E RT Ake