第十二章化学动力学基础（二）练习题及答案

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2co（g）+Q（g）骑T2C6（g）

的速率方程是：r=kp（O2）//?（co）,其反应级数应为：

（A）一级反应（B）二级反应

（C）对。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k=k，4,则该反应

的表观活化能Ea与各基元反应活化能的关系为：

（A）Ed=E2+fEi-E4（B）Ea=&+I（Ei-Ei）

,/2

（B）Ea=E1+（El-2£：4）（D）£a=E2+Ei-E4

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-mol1,则正反应的活化能是(kJ.moH)：

(A)120(B)240(C)360(D)60

9.物质A发生两个一级平行反应AA设两反应的指前

因子相近且与温度无关，若E1>E2,则有：

(A)kl>k2(B)k2>kl(C)k2=kl(Di无法比较kl,k2的大小

1().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(400-800nm)及紫外光(150-400nm)

(B)X射线(5-IO"ng

(C)远红外射线

(D)微波及无线电波

13.在光的作用下,02可转变为03,当ImolCh生成时,吸收了3.01x1()23个光

子，则该反应之总量子效率0为：

(A)(P=1(B)0=1.5

(C)。=2(D)①=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

应进行的能量形式成为：

(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及(B)互撞分子的相对总动能超过比

(C)互撞分子联心线上的相对平动能超过取(D)互撞分子的内部动能超过Ec

17.在碰撞理论中校正因子夕小于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互衡常数及活化能为攵及E,加

入正催化剂后则为公、E.,则存在下述关系:

(A)k'=k,Ea=E；(B)/小，E#E'2

(C)k'=k,Ea>E；(D)k'<k,瓦<Ea

20.过渡态理论的速率常数的公式为攵=(心丁/"产Q”卜xp(—AE。/RT)，

下述说法正确的是

(AM*不是过渡态的全配分函数

(B)qA,qB是任意体积中分子的配分函数

(C)qA,如,q工均是分子在基态时的配分函数

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/s04590225360585oo

%顺式异构体10089.281.162.350.739.930.0

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ki=0.21s・l,k.i=5.0xl0・9s・lpa・l。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+HO2ToH+(h,力=298K,^^G.lOxlO11cm^s1,乃二229K,

%2=7.57xl()-"cnPs」。

⑴求fa；

(2)用TST计算298K时的AWUm,A*"m,A=Sm,A^Gm。

5.对于反应H?(g)+H(g)fH(g)+H2(g),通过统计力学方法，可得指前因子

A=108.947I/2mori.dm3.sL

(I)已知反应的活化能Ea=23.0kJmol/，请计算该反应的△工"m及^^皿；

⑵关于活化燧，每个运动自由度的典型值S：(转)=30JKlmod,

S"振)=1JK-OIL而平动活化燧5"平)=15()工1</0「|,以上均

以/=1mol.dnF为标准浓度。请计算反应的活化熠。

6.设N?O5(g)的分解为基元反应，在不同的温度下测得的速率常数左值如下表

所示：

T/K273298318338

k/min-14.7x1052.0x10-33.0x10-20.30

试从这些数据求：阿仑尼乌斯经验式中的指数前因子4实验活化能反，273

K时过渡态理论中的△:Sm和△:周。

7.水溶液中研究酯类水解，在实验条件相同时，298K时获得实验结果如下:

反应物Ea/kJ-mol'1Zymor'dm3^'

甲酸甲酯（A）38.538.4

乙酸甲酯（B）37.713930

⑴请计算活化牖差；

⑵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Ea=13.00kJmol-,o

9.反应NCh-NO+1/2O2,经实验确定其反应速率方程为：-d[NO2]/dt=k[NO2]2,

其中速率常数k与热力学温度T的关系

为:lg（k/mo「Ldm3・s」）=12.6x10s/T+20.26

（1）400℃时，求起始压力为2.5xl（）4pa的NO?在密闭定容反应器中反应至总

压力达到3.0xl04Pa所需的时间；（2）求该反应的表观活化能Ea及指前因子

A的值。

1

10.澳乙烷分解反应的活化能Ea=229.3kJmol-,650K时的速率常数

k=2.l4xl0-4s-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？

第十二章化学动力学基础（二）练习题参考答案

三、选择题

题I234567891011121314151617181920

号

答AADCBBDBBCCACACCBBCA

案

四、判断题

题号12345678910

J1

答案ylXXqqqq

五、计算题

F

1.【答］（1）将阿累尼乌斯方程式1g火二-一当一：+lg4与本题所给条件

2.303/?7"

吆&二一型22+7.0相比较有：

T

Ea=-2.303Rx（-4000）=76.589kJ-mol

lgA=7.0故A=l()7

（2）求反应的温度关键是求k值。从k的单位可知该反应为一级反应，其动

力学方程为:

A:=-ln—=In——=1.386min-1

t\-x30/601-0.5

,,4000c八।w4000-八

IgA:=———+7.0,1g।1.386=———+7.()

所以7=583.2K

（3）求B的浓度，设起始时C的浓度为a,则:

t=0a0

t=ta-xx

t=O0a-KeXe

平衡时~^=K

d-xe

日［、］aK0.01x4八八八o.,

月T以x.=------=----------=().()()8〃?。/•dm

et1+K1+4

又匕*In%

xe-x

0.01=

30x0.010.008-x

解方程式得：x=0.0025/HZ?/•dm'

2.［答］顺式反式

t=01000

t=003070

⑴平衡常数K"^=2.33

JU

X

⑵・・•(%+3)/=In-

乙7

在90秒时顺式为81.1,反式为18.9

x90=ln———=0.315

e/70-18.9

代入K,,=2.33,得匕=2.45x10-3$"

*=

3.［答］(I)K=b=02=4.2x4

35.0xIO-9

(2)

E=

kh-T2

代入7；=298Kg=310K,&4=2k,.W

El［：=44。mo尸

代入逆反应的数据,同样得E逆=44数•W/T

(3)Po=PA=P°

P=PA+PB+Pc=L5〃”

•­,PB=Pc=皿

/.p=p°-\pA+\pA+\pA=〃，+△〃.=1.5档

=(1-0・5)〃,=0.5/

即4=(l_O.5)/=0.5p。

In20.693

=3.3$

k\0.5/一k、-().21

4.［答］(1)-111(&/1)=(纥/1)(琛-邛)，&=-1.62xl()3j.moL

1

(2)A*qn=瓦,-2/?T=-658kJ-mol-

=△*/+/?T=-4.10kJmor,

匕二(V)(c$fexp(-A*Sm//RT^

,,

A*Sm=-64.7JK--mor

1

mm-T^Sm=12.7kJ-mol

1

5.［答］(1)^Hm=Ea-2R7=18.()kJ-mol-

△=Sm=/?［ln(M/.T)-2卜-67JK-

(2)Sm(H)=150Jmol'K",Sm(H2)=(150+2x30+1)=211JK'moH

S：(H3)=(150+2x30+3)JKlmor匚213JK-'-mor1

1

A*Sin=(213-150+211)JK'-mol^-148JK'-mor

差别很大(二倍)，后者是一般的方法，缶显然与典型值差别很大。

6.［答1根据阿累尼乌斯公式k=Aexp(-Ea//?7)

代入实验数据求A和Ea的值，最后取平均值。

A=4.17X1013S-'

1

Ea=103kJ-mol'

:Hm=Ea-RT=100.7kJmor1

在273K时，攵=7.83x10-7s/

k二(屈77/?)exp(:SMR)exp(-:HJRT)

:Sm=7.8JK'niol1

7.［答］(1乂=4^(c$)e"exp丈4expf—

hRyRTJ

\/

k,\(XSm(A)-△WSm(B)］(七(B)-2(A))

『叫-----------------exp1J

A(△工鼠)=RIn伏人/原)+(纥(A)-纥(B))/T

=-49.0Jmor'K-1+2.7Jmor'-K^-46.3JK'-mor1

(2)说明决定反应速率的除能量因素外，有时焰因素也会起决定作用。

8.［答］根据公式

,乂13000298-2761300022

In—=----------------------=-----------------------

k}8.314276x2988.314276x298

kJh=65.53

t2/t}=kJk?

11=t.•—=365x2x—!——=11.14天

1

k265.53

故放置两周即失效

9.［答］(1)673K时，反应的速率常数为

ln(k/moldm-3.s