化学动力学A练习题DOCWord格式文档下载.docx
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(A)150min
(B)15min
(C)30min
(D)条件不够,不能求算
8.假如具有下列半衰期的等物质的量的放射性元素中,哪一种对生态是瞬时
最危险的?
(A)4.5×
109a(B)65a
(C)1min(D)12d
9.在反应A
B
C,A
D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
*.若反应A+B
C+D正逆向均为二级反应,则平衡常数K与正逆向速率常数k+,k-间的关系为:
(A)K>
k+/k-
(B)K<
(C)K=k+/k-
(D)K与k+/k-关系不定
二、填空题(共10题20分)
11.N2O5热分解反应速率常数在288K时,为9.67×
10-6s-1,Ea=100.7kJ·
mol-1,
338K时,速率常数为____________________。
12.反应F+D2DF+D,由交叉分子束实验绘制了通量-速度-角度分布图,产物分子处于振动激发,且DF在F原子的后向出现,且在“赤道”附近通量很大,说明____________能更有利于促进反应,F原子是与D2迎头碰撞,因此过渡态的优势构型为___________________。
13.平行反应的总速率是所有平行发生的反应速率的____________________。
其决速步是平行反应中反应速率最(填快,慢)的一个。
14.反应H2O2+2H++2Br-2H2O+Br2,随离子强度的增加,反应速率___________,若要改变反应速率25%,则离子强度应为_____________________________。
15.在恒温下,加入催化剂能加快反应速率的原因是由于。
而升高温度能增加反应速率的原因是由于。
16.碰撞理论中,速率常数k以m3·
s-1为量纲换算为以mol-1·
m3·
s-1为量纲时,应乘以因子___________。
17.一级反应半衰期与反应物起始浓度关系。
在一定温度下,某化学反应的平衡转化率为33.3%,在相同反应条件下,当有催
化剂存在时,其反应的平衡转化率________。
18.2H2O2(aq)
2H20(l)+O2(g)被I-催化,已知Ea(cat)=56.5kJ·
mol-1,
Ea(uncat)=75.3kJ·
mol-1,则k(I-)/k(uncat)=_____________。
(T=298K)
19.在300K时,鲜牛奶5h后即变酸,但在275K的冰箱里,可保存50h,牛
奶变酸反应的活化能是______________________________________。
20.从分子反应动力学的观点看,发生反应性碰撞有两个因素,一是碰撞方位,一是相对平动能ER,对于反应F+CH3DCH3+FD,若Ec=5.0kJ·
mol-1,ER=
RT,反应截面的计算公式为R=Pd2(1-Ec/ER),该反应的空间因子p=______,R=_______。
三、计算题(共5题30分)
21基元化学反应CO+O2CO2+O,在2400K~3000K间,Ea=424kJ·
mol-1,且2700K时,A=3.5×
109mol-1·
dm3·
s-1。
(1)求该反应的(指明标准态)
m,
m,
m;
(2)当以
=100kPa为标准态压力,且当作理想气体处理,求
,
,
。
22.反应AP是
级反应,试写出其速率方程积分式及t
表达式。
23.当两个质点相距时化学反应能量的净变化为:
E=I-Eea-e2/(40R)
I为电离能,Eea为电子亲合能。
反应K+Br2K++
已知:
I=420kJ·
mol-1,Eea=250kJ·
mol-1,且d=R(K)+R(Br2)=400pm,(40)-1=8.988×
109N·
m2·
C-2,e=
1.60×
10-19C,请计算概率因子p。
24.某物质气相分解反应为平行一级反应:
A
R
S
298K时,测得k1/k2=24,请估算573K时k1/k2的数值。
25.在碱性溶液中溴酚蓝的褪色是因为OH-与染料的醌式(蓝色)发生二级反应转变为无色的醇式。
298.2K下,测得一系列p(压力)与k的数据,如下:
p/kPa5.51×
10411.02×
104
k/10-4M-1·
s-113.117.9
请求该反应之≠Vm。
四、问答题(共5题30分)
26.乙醛的光解机理拟定如下:
(1)CH3CHO+h
CH3+CHO(I0)
(2)CH3+CH3CHO
CH4+CH3CO(k2)
(3)CH3CO
CO+CH3(k3)
(4)CH3+CH3
C2H6(k4)
试推导出CO的生成速率表达式和CO的量子产率表达式。
27.在自催化反应中,反应产物之一对正反应有促进作用,因而反应速率增长极快,
今有一简单反应A→B,其速率方程为-d[A]/dt=k[A][B],始浓度为[A]0[B]0,
解上述方程以求在反应某时刻t时的产物B的浓度。
28.反应物A的光二聚反应历程为
A+h
A*,A*
A+hf,A*+A
A2
推导(A2)及f(荧光量子效率)的表达式。
29.2SO2+O2
2SO3,其催化反应历程可写为:
2NO+O2
2NO2
NO2+SO2
NO+SO3
为获得总反应方程式,第二步必须进行2次,称为该元反应的化学计算数S2=2,
请从上述具体反应,证明经验平衡常数Kc与各元反应速率常数间关系为:
KC=
S为反应步骤数
30.对于取代反应的优势途径,传统上是按照其放能性大小判断。
根据态-态反应的实验,提出:
一个自由基(或原子)与分子之间的取代反应,总是优先进攻分子中电负性较低的那个原子,今有下列反应:
请回答何种途径占优势?
你对反应的择向性可提出何种见解。
1.A,B构成1-1级对峙反应,用H+催化可构成2-2级对峙反应,
则k1,k2,k3,k4的关系为:
(A)k1=k3,k2=k4(B)k1.k3=k2.k4
(C)k1+k3=k2+k4(D)k4.k1=k2.k3
2.基元反应A+B-C→A-B+C的摩尔反应焓rHm<
0,B-C键的键能
为BC,A为自由基,则反应活化能等于:
(B)
(A)0.30BC(B)0.05BC
(C)0.05BC+Hm(D)0.05BC-Hm
3.反应A→产物为一级反应,2B→产物为二级反应,t
(A)和t
(B)分别
表示两反应的半衰期,设A和B的初始浓度相等,当两反应分别进行的时间为
t=2t
(A)和t=2t
(B)时,A,B物质的浓度cA,cB的大小关系为:
(C)
(A)cA>
cB
(B)cA=cB
(C)cA<
(D)两者无一定关系
4.某反应的反应物消耗一半的时间正好是反应物消耗1/4的时间的2倍,则该反
应的级数是:
(A)0.5级反应
(B)0级反应
(C)1级反应
(D)2级反应
5.下表列出反应A+B→C的初始浓度和初速:
初始浓度/mol·
dm-3
初速
/mol·
dm-3·
s-1
cA,0
cB,0
1.0
0.15
2.0
0.30
3.0
0.45
此反应的速率方程为:
(D)
(A)r=kcB
(B)r=kcAcB
(C)r=kcA(cB)2
(D)r=kcA
6.实验测得反应3H2+N2→2NH3的数据如下:
实验
p
/kPap
/kPa
(-dp总/dt)/(Pa·
h-1)
1
13.30.133
1.33
2
26.60.133
5.32
3
53.20.0665
10.64
由此可推知该反应的速率方程dp(NH3)/2dt等于:
(A)kp
p
(B)kp
(C)kp
(D)kp
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.当一反应物的初始浓度为0.04mol·
dm-3时,反应的半衰期为360s,初始浓度
为0.024mol·
dm-3时,半衰期为600s,此反应为:
(C)
(A)0级反应
(B)1.5级反应
(C)2级反应
(D)1级反应
9.连串反应A
C其中k1=0.1min-1,k2=0.2min-1,假定反应开始时只有A,且浓度为1mol·
dm-3,则B浓度达最大的时间为:
(A)0.3min(B)5.0min
(C)6.93min(D)∞
*.二级反应的速率常数的单位是:
(D)
(A)s-1
(B)dm6·
mol-2·
s-1
(C)s-1·
mol-1
(D)dm3·
s-1·
11.某反应,其速率常数k(在313K—473K范围内)与温度T关系如下:
k/s-1=1.58×
1015exp(-128.9kJ·
mol-1/RT),则该反应的级数为____1______,
343K时半衰期t
=ln2/1k=1.87×
04s
12分子反应动力学理论认为,反应性截面R=pd2(1-EC/ER),式中p为碰撞空间因子,EC为临界能,ER为相对平动能,因此弹性碰撞截面可表示为总碰撞截面与反应性碰撞截面之差,即E=d2-pd2(1-EC/ER),当ER<
EC时,R=_______,E=_______。
13.N2O5分解反应2N2O5──→4NO2+O2在T,p一定时,测得
d[O2]/dt=(1.5×
10-4s-1)[N2O5],反应单向进行基本能完全,则该反应的
半寿期t1/2=_______________s。
14.双分子反应,当Ea≥100kJ·
mol-1,298K时有效碰撞率为_____________,1000K时为_______。
15.分别用反应物和生成物表示反应A+3B=2C的反应速率,并写出它们间关系为:
。
16.反应2[Co(NH3)3Br]2++Hg2++H2O2[Co(NH3)Br]3++HgBr2,随离子强度的增加反应速率___________,要使反应速率改变25%,则离子强度应为_____________________________。
17.对于平行反应,改变各平行反应K值之比,常采用方法有:
18.某反应需激发能量为126kJ·
mol-1,相当于入射光的波长/nm=____________。
19.某反应物的转化率分别达到50%,75%,87.5%所需时间分别为t
,2t
,3t
则反应对此物质的级数为_______。
21.茜黄素G是一种酸碱指示剂,其反应可写作:
HG-+OH-
G2++H2O
当pH=10.88,[H2G]=1.90×
10-4mol·
dm-3时,测得弛豫时间=20s,上述反应的平衡常数K=5.90×
102mol-1·
dm3,计算反应的kf和kb。
22.某一气相热分解反应A(g)—→B(g)+C(g),其反应的半衰期与起始压力成反比,
且测有如下数据:
967K时,k=0.135mol-1·
s-1,起始压力为39.2kPa,求反应
的t
。
若1030K时,其k=0.842mol-1·
s-1,求反应活化能及指前因子。
23分子反应动态学中提出一个鱼叉机理,如反应:
Na+Cl2Na++
NaCl+Cl
当两质点互相靠近其能量转移的净变化为
I为电离能,Eea为电子亲合能,R为接近的距离。
对上述反应,I=420kJ·
mol-1,Eea=230kJ·
mol-1,d=R(Na+)+R(
)=350×
10-12m,求反应的概率因子。
提示:
(40)-1=8.988×
C-2,
e=1.60×
10-19C。
24.设一级反应Ea=10.46kJ·
mol-1,A=5.00×
1013s-1,问在什么温度下,
该反应的t1/2为:
(1)1min,
(2)30d(天)。
25.对于硬球反应,取d=0.2nm,EC(临界能)=50kJ·
mol-1,p(空间因子)=1/2,若ER(相对平动能)=
25,100,250kJ·
mol-1时,弹性碰撞截面E及R为多少?
(提示:
反应性碰撞截面R=Pd2(1-EC/ER))
26.Co(NH3)5Cl2+之碱式水解反应历程如下:
Co(NH3)5Cl2++OH-
Co(NH3)4(NH2)Cl++H2O
Co(NH3)(NH2)Cl+
Co(NH3)4(NH2)2++Cl-
Co(NH3)(NH2)2++H2O
Co(NH3)5(OH)2+
(1)推导反应速率方程;
(2)表观速率常数是否与[OH-]及[Co(NH3)5Cl]2+等有关?
27.对于三分子反应,有人认为确有三分子反应,但也有人认为并不存在真正的三分子反应。
今研究CH4+D2CH3D+HD,当充以过量的氩气,实验得到其速率方程为d[CH3D]/dt=k[CH4][D2][Ar],请推测反应历程,氩气在反应中起什么作用?
28.什么是反应截面积?
请予说明。
29.对于反应0=
,请根据反应速率的定义,推导出体积变化的反应速率表示式。
30.何谓直接反应和复合反应?
1.某二级反应,反应物消耗1/3需时间10min,若再消耗1/3还需时间为:
(A)10min
(B)20min
(D)40min
2.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
3对于反应2NO2=2NO+O2,当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时,其
相互关系为:
(A)-2d[NO2]/dt=2d[NO]/dt=d[O2]/dt
(B)-d[NO2]/2dt=d[NO]/2dt=d[O2]/dt=d/dt
(C)-d[NO2]/dt=d[NO]/dt=d[O2]/dt
(D)-d[NO2]/2dt=d[NO]/2dt=d[O2]/dt=1/Vd/dt
4.400K时,某气相反应的速率常数kp=10-3(kPa)-1·
s-1,如速率常数用kC表
示,则kC应为:
(A)3.326(mol·
dm-3)-1·
(B)3.0×
10-4(mol·
(C)3326(mol·
(D)3.0×
10-7(mol·
5.2A
产物
上述反应对A为二级,下列何者对时间作图可得一直线,且直线斜率等于速率常数
k?
(A)2[A]
(B)[A]2
(C)1/[A]
(D)1/[A]2
6.[X]0[Y]0[Z]增加0.0050mol·
dm-3所需的时间/s
0.10mol·
dm-30.10mol·
dm-372
0.20mol·
dm-318
dm-30.05mol·
dm-336
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
7.均相反应A+B
C+D,A+B
E+F在反应过程中具有[C]/[E]=k1/k2的关系,[C],[E]为反应前后的浓差,k1,k2是反应
(1),
(2)的速率常数。
下述哪个是其充要条件?
(A)
(1),
(2)都符合质量作用定律
(B)反应前C,E浓度为零
(C)
(1),
(2)的反应物同是A,B
(D)
(1),
(2)反应总级数相等
8.两个一级平行反应A
B,A
C,下列哪个结论是不正确的:
(A)k总=k1+k2(B)k1/k2=[B]/[C]
(C)E总=E1+E2(D)t
=0.693/(k1+k2)
9.已知二级反应半衰期t
为1/(k2c0),则反应掉1/4所需时间t
应为:
(A)2/(k2c0)
(B)1/(3k2c0)
(C)3/(k2c0)
(D)4/(k2c0)
*.反应A+BC→AB+C的焓变rHm>
0,A,C是自由基,AB,BC
是分子AB,BC的摩尔键焓。
以下哪个关系式可以近似估算该反应的活化能Ea?
(A)0.055AB(B)0.055AB+rHm
(C)0.055BC(D)0.055BC-rHm
11.电子转移反应V3++Fe3+V4++Fe2+,实验求得反应速率方程为r=k[V3+][Cu2+],由此可见Cu2+在反应中起___________________________作用,而反应物Fe3+出现在反应历程的______________________阶段。
12.CH2CO光照射分解为C2H4及CO,当吸收光强Ia=4.8×
10-9mol·
s-1,且
(C2H4)=1,(CO)=2,则15.2min内产品的物质的量n(CO)=_________,
n(C2H4)=____________。
13.气相基元反应2A
B在一恒容的容器中进行,p0为A的初始压力,pt为时
间t时反应体系总压,此反应速率方程dpt/dt=。
14.T=1000K时分子能量大于20kJ·
mol-1的分率为____________________。
15.F.S.Willamson和E.King发现反应:
BrO
+3SO
=Br-+3SO
的起始速率由k[BrO
][SO
][H+]确定,其逆反应按照热力学观点,可能的
一个速率方程为_______________________________________。
16.红外化学发光是指态-态反应造成产物分子振—转激发以辐射形式失掉这些能量,其波长应大于__________,产生红外化学发光的条件应为____________________,从而使碰撞传能的概率几乎为零。
17.N2和H2合成NH3,在400℃下,动力学实验测定结果表明没有催化剂时,
其活化能为334.9kJ·
mol-1,用Fe催化时,活化能降至167.4kJ·
mol-1。
假定催化和非催化反应的指前因子相等,则两种情况下,反应速率常数之比值
kcat/k0)=______________________________。
18RRKM理论对单分子反应的反应