第八章化学动力学基础文档格式.docx
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dcA/dt=k
速率方程的积分式:
cA,0cA=kt
cA,0为反应前反应物A的初始浓度;
cA为反应进行t时刻时的反应物A的浓度。
零级反应的半衰期:
t1/2=cA,0/2k
5、一级反应
d/cA/dt=kAcA
速率方程的的积分式:
xA为反应A初始浓度c0经过时间t的转化率。
此式适用于恒温、恒容一级反应。
一级反应的半衰期:
t1/2=ln2/k
6、二级反应
dcA/dt=kA
若速率方程为dcA/dt=kAcAcB,在任何时刻cA/cB皆为定值,速率方程的积分式为
上式中:
k值的大小与cA/cB的大小有关。
当cA/cB=1时,k=kA。
二级反应的半衰期:
t1/2=1/kcA,0
7、n级反应
(n1)kAt=1/1/
n级反应的半衰期:
以上二式除一级反应之外,n为其它任何值时皆可应用。
8、kp与kc的关系
恒温、恒容理想气体反应的速率,用压力表示与用浓度表示时的速率常数kp和kc之间的关系(设反应为n级)为dpA/dt=kp,A
kp,A=kc,A(RT)1n
由pA=cART可知,表示反应速率的压力的单位应为Pa,反应物A的物质的量浓度cA的单位应为mol·
m3。
上式适用于任何级数的恒温、恒容反应。
9、阿累尼乌斯方程的三种形式
(1)微分式:
dln(k/[k])/dt=Ea/RT2
(2)指数形式:
k=k0e
(3)定积分式:
ln(k2/k1)=Ea(T2T1)/RT1T2
k为温度T时的速率常数,[k]表示k的单位;
k0称为指(数)前因子,其单位与k相同;
Ea称为化学反应的活化能,其单位为J·
mol1。
上述三式主要用于说明温度对反应速率的影响,活化能及不同温度下反应速率常数的计算。
上式适用于所有基元反应,某些非基元反应,甚至有些多相反应也符合阿累尼乌斯方程。
(二)概念题
8·
2·
1填空题
1、在一定温度下,反应
A+B→2D
的反应速率既可表示为dcA/dt=kAcAcB,也可表示为dcD/dt=kDcAcB。
速率常数kA和kD的关系为()。
2、在一定温度下,反应物A(g)进行恒容反应的速率常数kA=2.5103s1·
mol1·
dm3,A(g)的初始浓度cA,0=0.02mol·
dm3。
此反应的级数n=(),反应物A的半衰期t1/2=()。
3、在T、V恒定的条件下,反应A(g)+B(s)→D(s),t=0时,pA,0=800kPa;
t1=30s时,pA,1=400kPa;
t2=60s时,pA,2=200kPa;
t3=90s时,pA,3=100kPa。
此反应的半衰期t1/2=();
反应的级数n=();
反应的速率常数k=()。
4、在一定的T、V下,反应A(g)→B(g)+D(g),当pA,0=100kPa时,反应的半衰期t1/2=25min;
当A(g)气体的初始压力pA,0=200kPa时,反应的半衰期t1/2=50min。
此反应的级数n=(),反应的速率常数k=()。
5、在一定温度下,液相反应A+2B→D的速率常数kA=42.5min1,则cA从2.0mol·
dm3变到0.50mol·
dm3所需的时间为t1,从0.40mol·
dm3变化到0.10mol·
dm3所需的时间为t2,两者之比t2/t1=()。
6、在一定T、V下,反应2A(g)→A2(g),A(g)反应掉3/4所需的时间t3/4是A(g)的半衰斯t1/2的2.0倍,则此反应的级数n=()。
7、温度为500K时,某理想气体恒容反应的速率常数kc=20mol1·
dm3·
s1。
若改用压力表示反应速率时,则此反应的速度常数kp=()。
8、反应的机理为AB
tcAcB
则此反应的速率方程dcB/dt=()。
9、反应的机理为ABD,反应开始时只有反应物A,经过时间t,A、B及D三种物质的量浓度分别为cA、cB和cD。
由此反应的速率方程dcB/dt=(),dcA/dt=()。
10、恒温、恒容理想气体反应的机理为
D(g)
A(g)
B(g)
反应开始时只有A(g),任意时刻t时,A、B、D的物质的量浓度分别为cA、cB和cD。
则反应物A(g)消耗的速率可表示为dcA/dt=(),在上述条件下,任意时刻t时,cB/cD=()=()=()。
11、已知25℃时,(HCl,g)=92.307kJ·
化学反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
在催化剂的作用下,可大大加快此反应的速率,则此反应的(298.15K)=()。
12、催化剂能够大大缩短化学反应达到化学平衡的时间,而不能改变化学反应的()。
2单项选择填空题
1、在T、V恒定的条件下,基元反应A(g)+B(g)→D(g)
若初始浓度cA,0》cB,0,即在反应过程中物质A大量过剩,其反应掉的物质的量浓度与cA,0相比较,完全可以忽略不计。
则此反应的级数n=()。
选择填入:
(a)1;
(b)2;
(c)3;
(d)0
2、在指定条件下,任一基元反应的反应分子数与反应级数之间的关系是()。
(a)反应经数等于反应分子数;
(b)反应级数小于反应分子数;
(c)反应级数大于反应分子数;
(d)反应级数等于或小于反应分子数
3、在化学动力学中,质量作用定律()/
(a)适用任一恒温反应;
(b)只适用于理想气体恒温反应;
(c)只适用基元反应;
(d)只适用于恒温恒容化学反应
4、基元反应的分子数是个微观的概念,其值()。
(a)可为0、1、2、3;
(b)只能是1、2、3这三个正整数;
(c)也可是小于1的数值;
(d)可正,可负,可为零
5、化学反应的反应级数是个宏观的概念,实验的结果,其值()。
(a)只能是正整数;
(b)一定是大于一的正整数;
(c)可以是任意值;
(d)一定是小于一的负数
6、25℃时,气相反应2A(g)→C(g)+D(g),反应前A(g)的物质的量深度为cA,0,速率常数为kA,此反应进行完全(即cA=0)所需的时间是有限的,用符号t示之,而且t=cA,0/kA,则此反应必为()。
(a)零级反应;
(b)一级反应;
(c)二级反应;
(d)0.5级反应
7、在25℃的水溶液中,分别发生下列反应:
(1)A→C+D,为一级反应,半衰期为t1/2,A。
(2)2B→L+M,为二级反应,半衰期为t1/2,B。
已知A和B的初始浓度之比cA,0/cB,0=2,反应系统中无其它反应发生。
当反应
(1)进行的时间t1=2t1/2,A,反应
(2)进行的时间t2=2t1/2,B时,则A、B物质的量浓度cA和cB之间的关系为()。
(a)cA=cB;
(b)cA=2cB;
(c)4cA=3cB;
(d)cA=1.5cB
8、在一定T、V下,反应机理为A(g)+B(g)D(g),此反应的=60.0kJ·
mol1,则上述正向反应的活化能E1()。
(a)一定是大于60.0kJ·
mol1;
(b)一定是等于60.0kJ·
(c)一定是大于60.0kJ·
(d)即可以大于也可以小于60.0kJ·
mol1
9、在任意条件下,任一基元反应的活化能Ea();
任一非基元反应的活化能Ea()。
(a)一定大于零;
(b)一定小于零;
(c)一定等于零;
(d)条件不全无法确定
10、基元反应2A→B为双分子反应,此反应的级数()。
(a)可能小于2;
(b)必然为1;
(c)可能大于2;
(d)必然为2。
11、两个H·
与M粒子同时相碰撞,发生下列反应H·
+H·
+M→H2(g)+M
因此反应的活化能Ea()。
(a)0;
(b)=0;
(c)0;
(d)有能确定
12、某放射性同位纛的蜕变反应为一级反应,已知其半衰期t1/2=6d(天),则经过18d后,所剩余的同位素的物质的量n,与原来同位素的物质的量n0的关系为()。
(a)n=n0/3;
(b)n=n0/4;
(c)n=n/16;
(d)n=n0/8;
13、平行反应:
B(g),产物
D(g),副产物
已知反应
(1)的活化能Ea,1=80kJ·
mol1,反应
(2)的活化能Ea,2=40kJ·
mol1,为有利于产物B(g)的生成,应当采取()的方法。
(a)恒温反应;
(b)升高反应温度;
(c)降低反应温度;
(d)将副产物D(g)及时排出反应器
3简答题
1、一级反应有哪此特征?
2、反应速率方程dcA/dt=kA的二级反应有哪些特征?
3、什么是基元反应?
什么是反应的机理(或反应的历程)?
4、在一定温度下,反应2A→B,在t=0时,cA,0=8mol·
m3;
t=20min时,cA=6mol·
t=40min时,cA=4.5mol·
t=60min时,cA=3.375mol·
即每隔相同的时间间隔t=20min,A反应掉的分数为定值yA=(cA,1cA,2)/cA,1=1/4,此反应为几级反应?
反应的半衰期t1/2为若干?
5、350K时实验测出下列两反应的速度常数:
(1)2A→B,kA=0.25mol·
dm3·
s1;
(2)2D→P,kD=0.25mol1·
这两个反应各为几级反应?
6、一级对行反应AB,任一时刻反应物A的浓度cA与其平衡浓度cA,e的差值c=cAcA,e,称为反应物A的距平衡浓度差,反应速度方程可表示为dc/dt=(k1+k1)c。
试写出cAcA,e=(cA,0cA,e)/2,即反应完成了距平衡浓度差的一半时,所需时产蝗表示式。
7、对于复杂反应,任一中间产物B在何种条件下才能对其运用稳态近似法处理?
8、发生爆炸反应的主要原因是什么?
9、催化剂能够加快反应速度的主要大原因是什么?
10、在多孔性催化剂表面上的气—固相催化反应要经过哪些