化学动力学典型例题.docx
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化学动力学典型例题
一、选择题
1.某反应的计量方程和速率方程分别为
2A+B=2D
则该反应的分子数为（D）
（A）单分子反应（B）双分子反应
（C）三分子反应（D）不能确定
2.某反应进行完全的时间是有限的,且
该反应级数为（D）（A）一级（B）二级（C）三级（D）零级
3.当某一反应物的初始浓度为时
，消耗一半所需时间为
。
初始浓度为
时，消耗一半需
。
则反应的级数为（C）
（A）零级（B）1.5级（C）二级（D）一级
4．有一个起始物浓度相等的二级反应，当反应物消耗1/3时的时间为10min，若再消耗1/3所需的时间为（C）
（A）10min（B）20min（C）40min（D）50min
5*．某一级反应，反应物转化99.9%所需的时间是半衰期的（C）
（A）2倍（B）5倍（C）10倍（D）20倍
说明：
99.9%equalsto1023/1024,1/2→3/4→7/8→……→1023/1024,要经历10个半衰期。
6．某反应在起始物浓度下降一半时，其半衰期也缩短一半，则该反应的级数为（D）
（A）一级（B）1.5级（C）二级（D）零级
7．有一平行反应
（1）
，
（2）
，已知反应
（1）的活化能大于反应
（2）的活化能，如下措施哪种不能改变产物B和D的比例？
（
C）
（A）提高反应温度（B）加入合适催化剂
（C）延长反应时间（D）降低反应温度
说明：
延长时间，不能改变活化能，也不能改变速率系数。
8．两个都是一级的平行反应
（1）
，
（2）
，设反应开始时产物的浓度为零。
下列结论不正确的是（C）
（A）
（B）
（C）
（D）
说明：
速率系数是两个速率系数之和，A和D是对的；产物浓度初始浓度为零时，产物浓度之比是速率系数之比。
.
9．某反应在
时，测得其速率系数为
，反应物的初始浓度为
，则该反应的半衰期为（B）
（A）216min（B）15min（C）150min（D）条件不够，无法计算
10*．某气相反应在400K时
，若用
表示，则
值为（A）
（A）
（B）
（C）
（D）
说明：
一级反应，Kp和Kc的单位是相同的，二级反应，Kc=KpRT,n级反应，Kc=Kp（RT）n-1
11．某物质转化掉
所需时间是转化掉
所需时间的2倍，则反应的级数是（C）
（A）1.5级（B）零级（C）一级（D）二级
尝试法。
12．将两个活化能不同的反应在同一升温区间内升温，若
，则速率系数随温度变化的关系为（A）
（A）
（B）
（C）
（D）无法确定
说明：
，一般Ea大于零，所以Ea越大，速率系数随温度的变化率也越大。
13．某等容反应，在反应进度为
时，吸热
。
设反应为基元反应，则该反应的实验活化能
的值约为（A）
（A）
（B）
（C）
（D）无法确定
说明：
活化能是活化分子平均能量与反应物分子平均能量之差值。
对于吸热反应，产物分子的平均能量高于反应物分子的平均能量，所以提供的活化能至少要等于产物所吸收的热，一般总是大于这个值。
而对于放热反应，活化能与所放的热之间没有什么关系。
14．在碰撞理论中，概率因子P小于1的主要原因是是（B）
（A）反应系统是非理想的（B）空间的位阻效应
（C）分子碰撞不够激烈（D）分子间有作用力
15．在简单碰撞理论中，有效碰撞的定义是（D）
（A）互碰分子的总能量必须超过阈能
（B）互碰分子的相对动能必须超过阈能
（C）互碰分子的相对平动能必须超过阈能
（D）互碰分子的相对平动能在分子质心连心线上的分量必须超过阈能
说明：
阈能是一个与温度无关的能量，它的数值要通过实验活化能Ea求算,Ec=Ea-（1/2）RT
16．根据过渡态理论，由n个气相反应物分子形成活化络合物时的焓变
与Arrhenius活化能
的关系为（
C）
（A）
（B）
（C）
（D）
课本328页。
17．已知HI的光解反应机理为
（1）
（2）
（3）
则该反应的量子效率（以反应物分子的消失量计）为（B）
（A）1（B）2（C）4（D）10
说明：
量子效率指转化的反应物分子数与吸收的光子数之比。
18．Arrhenius活化能
、阈能
和活化焓
三者数值大小的关系，下列不等式正确的是（A）
（A）
（B）
（C）
（D）
说明：
Ea=Ec+（1/2）RT,
对凝聚相反应，
，所以Ea最大，
最小，温度不高时，三者差别不大。
19．在定温下，设某反应的计量方程为
在该反应系统中加入强电解质，使系统的离子强度显著增加。
则
和
的变化为（D）
（A）
不变，
增加（B）
不变，
减小
（C）
减少，
增加（D）
减少，
不变
说明：
课本365页，
，其中K0为无限稀释溶液中反应速率系数,ZA为A所带的电荷，A为系数,I为离子强度。
因为ZAZB<0,为负的原盐效应，所以I增加，Kf减少，逆反应ZAZB=0，离子强度的改变对Kb没有影响。
20．比表面是催化剂的重要参数之一。
为了正确的测定催化剂比表面，在温度和吸附质的选择上
应考虑（B）
（A）高温，只有化学吸附（B）低温，只有物理吸附
（C）高温，同时有化学和物理吸附（D）高温，只有物理吸附
说明：
单分子层的饱和吸附量，低温只有物理吸附，测定数据较准。
二、计算题
1、根据化学计量方程，eE+fF=gG+hH,分别写出其转化速率和反应速率的表示式。
说明：
，
2、在500K时，将0.0122mol的A（g）引入容积为0.76dm3的真空容器中，发生如下反应:
A（g）=B（g）+C（g）
经1000s后，测得容器内总压力为120.0kPa。
实验发现A（g）的半衰期与它的起始压力无关。
试计算在该温度下，反应的速率系数和半衰期。
说明：
A（g）→B（g）+C（g）
t=0PA000
t=1000s,PAPA0-PAPA0-PAP总=2PA0-PA
PA0=nRT/V=66.73kPa,所以，PA=13.46kPa,带入公式：
k=（1/t）ln（a/a-x）=（1/t）ln（PA0/PA）=1.6χ10-3s-1.
3、在298K时，有一个含乙酸乙酯和KOH浓度均为0.01mol•dm-3的混合溶液，用电导率仪测定溶液在不同时刻的电导率，由此计算出溶液中碱浓度的变化，实验数据如下：
t/min
3
5
7
10
15
21
[OH-]/（10-3mol/dm3）
7.40
6.34
5.50
4.64
3.63
2.88
（1）确定该反应的级数，求速率系数和半衰期；
（2）计算反应完成95%所需时间;
（3）若反应物起始浓度都增加一倍，计算速率系数、半衰期和完成95%所需的时间。
说明：
随反应进行，OH-的浓度不断减少，电导率与OH-的浓度成线性关系。
从而知道OH-的浓度变化情况。
这种反应一般是二级反应。
首先计算生成物浓度随时间的变化情况，即消耗的碱浓度。
X=a-[OH-]
t/min
3
5
7
10
15
21
x/（10-3mol/dm3）
2.6
3.66
4.50
5.36
6.64
7.12
根据：
k=x/{t×a（a-x）}=11.66（moldm-3）-1min-1,t1/2=8.58min
速率系数只与温度有关，与反应物起始浓度无关，速率系数保持不变。
t1/2=1/（k×a）要变。
4、将2molA（g）和1molB（g）通入恒温在350K的真空刚性容器中，测得初始总压Po
=60kPa。
反应的计量方程为：
2A（g）+B（g）=C（g）
实验测定得该反应的速率方程为r=κPAPB。
反应50min后，测得总压为40kPa，试求该反应的速率系数κ和反应至150min时系统的总压力。
说明：
压力与物质的量成正比，PA0=2PB0
2A（g）+B（g）=C（g）
T=02PB0PB00p0=3PB0
T=t2PB0-2pPB0-ppPt=3PB0-2p
r=dp/dt=kPAPB=2k（PB0-p）2
t=50min,Pt=40kPa,求出，p=10kPa,k=5.0χ10-4（kPa）-1•min-1;t=150min,先求P,再求总压Pt。
5、在恒容反应器中发生的气相反应为：
A（g）+2B（g）=C（g）
已知反应的速率系数与温度的关系为：
ln[κ/（mol-1•dm3•s）-1]=-9622K/T+24.0
（1）计算反应的活化能；
（2）若A（g）的起始浓度为0.1mol•dm-3，而B（g）为0.2mol•dm-3，若要在10min内使A（g）的转化率为90%，计算应控制的反应温度。
三、推导出相应的动力学方程：
Cl2（g）Br2（l）和I2（g）虽同是卤族元素，但它们与H2（g）发生反应时却表现出完全不同的级数和反应历程。
根据实验测定Cl2（g）+H2（g）为1.5级反应，Br2（l）+H2（g）无简单的反应级数，I2（g）+H2（g）为二级反应。
试根据它们各自的反应机理，推导出相应的动力学方程：
（1）Cl2（g）+H2（g）=2HCl（g）的反应机理为
1Cl2+M→κ1→2Cl•+M
2Cl•+H2→κ2→HCl+H•
3H•+Cl2→κ3→HCl+Cl•
4Cl•+Cl•+M→κ4→Cl2+M
说明：
从计量方程无法确定反应级数；反应级数由实验测定；从反应机理导出的速率方程和表观活化能若与实验值一致，说明机理基本正确；
（1）中间产物是自由原子，可以用稳态近似的方法将无法测量的中间产物浓度换成反应物或生成物浓度表示。
（1）
用稳态近似将[Cl]和[H]的浓度用反应物浓度表示
（2）
（3）
（3）带入
（2），得到
（4）
（3）、（4）带入
（1）得到
，速率方程为
（2）Br2（l）+H2（g）=2HBr（g）的反应机理为
①Br2+M
2Br•+M
②Br•+H2
HBr+H•
③H•+Br2
HBr+Br•
④H•+HBr+M
H2+Br•
5Br•+Br•+M
Br2+M
（3）I2（g）+H2（g）=2HI（g）的反应机理为
1I2+M
2I•+M快平衡（逆向为k-1）
k-1
2H2+2I•
2HI慢反应
说明；用速控步的概念写出速率方程，然后用平衡假设将中间产物的浓度换成反应物浓度表示。
因为第一个是快平衡，k-1很大，第二个是慢反应，k2很小，所以符合使用平衡假设近似法的条件。
表观速率系数
用平衡假设近似法比较简单，但只有在快平衡后面是慢反应时才能用。
（注：
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