第九章化学动力学基本原理练习题

1第九章化学动力学基本原理练习题（1）1双环戊二烯单分子气相热分解反应（产物环戊二烯单体）的速率系数如下试确定Arrhenius参数A和Ea，并求活化焓和活化熵（用平均温度500K）2基元反应,2A(g)+B(g)＝＝E(g),将2mol的A与1mol的B放入1升容器中混合并反应,那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是多少？:3反应aA==D，A反应掉15/16所需时间恰是反应掉3/4所需时间的2倍，则该反应是几级。4双分子反应2A(g)kB(g)+D(g),在623K、初始浓度为0.400moldm－3时,半衰期为105s,请求出(1)反应速率常数k(2)A(g)反应掉90%所需时间为多少?(3)若反应的活化能为140kJmol-1,573K时的最大反应速率为多少?5500K时气相基元反应A+B=C，当A和B的初始浓度皆为0.20moldm-3时，初始速率为5.0×10-2moldm-3s-1(1)求反应的速率系数k；(2)当反应物A、B的初始分压均为50kPa（开始无C），体系总压为75kPa时所需时间为多少？6已知在540―727K之间和定容条件下，双分子反应CO（g）+NO2（g）→CO2（g）+NO（g）的速率系数k表示为k/(mol-1dm3s-1)=1.2×1010exp[Ea/(RT)]，Ea=-132kJmol-1。若在600K时，CO和NO2的初始压力分别为667和933Pa，试计算：(1)该反应在600K时的k值；(2)反应进行10h以后，NO的分压为若干。7N2O（g）的热分解反应为,(g)O)g(N2O(g)N22222k从实验测出不同温度时各个起始压力与半衰期值如下：T/K96796710301030po/kPa156.78739.1977.06647.996t1/2/s38015201440212(1)求反应级数和两种温度下的速率系数kp和kc。(2)求活化能Ea。(3)若1030K时N2O(g)的初始压力为54.00kPa，求压力达到64.00kPa时所需时间。8某天然矿含放射性元素铀，其蜕变反应为PbRaURaUkk设已达稳态放射蜕变平衡，测得镭与铀的浓度比保持为[Ra]/[U]=3.47×10-7，产物铅与铀的浓度比为[Pb]/[U]=0.1792，已知镭的半衰期为1580年，T/K473.7483.7494.8502.4516.2527.7k•104/s-10.9472.054.509.2827.270.72(1)求铀的半衰期(2)估计此矿的地质年龄（计算时可作适当近似）。.9硝基异丙烷在水溶液中与碱的中和反应是二级反应，其速率系数可用下式表示89.113163)1min3dm1-mollg(Tk(1)计算反应的活化能(2)在283K时，若硝基异丙烷与碱的浓度均为8.0×10-3mol.dm-3，求反应的半衰期。10某溶液含有NaOH和CH3COOC2H5，浓度均为1.00×10-2mol.dm-3，298K时反应经过10min有39%的CH3COOC2H5分解，而在308K时，10分钟有55%分解，计算：(1)该反应的活化能。(2)288K时，10分钟能分解多少？(3)293K时，若有50%的CH3COOC2H5分解需时多少？11两个二级反应1和2具有完全相同的频率因子,反应1的活化能比反应2的活化能高出10.46kJmol－1;在373K时,若反应1的反应物初始浓度为0.1moldm－3,经过60min后反应1已完成了30%,试问在同样温度下反应2的反应物初始浓度为0.05moldm－3时,要使反应2完成70%需要多长时间(单位min)?12氧化乙烯的热分解是单分子反应,在651K时,分解50%所需时间为363min,活化能Ea=217.6kJmol－1试问如要在120min内分解75%,温度应控制在多少K?13请计算在298K恒容下，温度每增加10KEa=kJmol－1（1）碰撞频率增加的百分数；（2）有效碰撞分数增加的百分数，由此可得出什么结论？(Ea=56.0kJmol－1)14800K时单分子反应的速率系数的高压极值为5×10-4s-1，在相同温度下一级速率系数在4Pa压力下降为此值的一半，计算分子活化步骤的速率系数（以浓度单位表示）15实验测得丁二烯气相二聚反应的速率系数为k=9.2×109exp(-T12058）dm3mol-1.s-1（1）已知此反应OmrS(Op)=-60.79J.K-1mol-1，试用过渡态理论求算此反应在600K时的指前因子A，并与实验值比较。（2）已知丁二烯的碰撞直径d=0.5nm，试用碰撞理论求算此反应在600K时的A值。解释二者计算的结果。简要答案：1解：由logk对1/T作图,直线的斜率为–8.69×103K,截距为14.28.求出A＝1.9×1014s-1,Ea=166kJ.mol-1,mrH=Ea-RT=162kJ.mol-1,mrS=Rln{A/(ekT/h)}=15.8J.K-1.mol-12解：[A]:[B]=2:1,反应物消耗一半时[A]=0.5[A]0,[B]=0.5[B]0,r=k[A]2[B]r:r0=1:833解：r=k[A]n,n=1时t=ln([A]0/[A])/k,t(15/16):t(3/4)=ln16/ln4=24解：(1)r=k[A]2,t0.5=1/(2k[A]0),k=0.012dm3mol-1s-1(2)1/[A]–1/[A]0=2kt,t=945s(3)ln(k/k’)=(Ea/R)(1/T’-1/T),573K时k=0.00223dm3mol-1s-1,最大反应速率rmax=k[A]02=3.6×10－4moldm-3s-1.5解：(1)r0=k[A]0[B]0,k=1.25dm3mol-1s-1(2)p0(A)=p0(B),r=kpp(A)2,p=2p0(A)-p(A),p(A)=p0(A)/2,kp=k/(RT),t1/2=1/[kpp0(A)]=66s6解：(1)T=600K时的k=0.0386dm3mol-1s-1值(2)kp=k/(RT)=7.75×10-9Pas-1,NO的分压为p;ln{[p0,B(p0,A-p)]/[p0,A(p0,B-p)]}/(p0,A-p0,B)=kt;p=142Pa7解：(1)通过比较起始压力和半衰期的关系可得，此反应为二级反应。r=kpp2,t1/2=1/(kpp0),kp=kc/(RT);967K时;kp=1.68×10-5kPa-1s-1,kc=0.135dm3mol-1s-11030K时;kp=9.83×10-5kPa-1s-1,kc=0.84dm3mol-1s-1(2)活化能Ea=243.6kJmol-1(3)p0=,54.00kPa1/p-1/p0=kpt;t=128s8解：(1)稳态d[Ra]/dt=kU[U]-kRa[Ra]=0,kU/kRa=[Ra]/[U]=3.47×10-7,镭的半衰期t0.5=ln2/kRa铀的半衰期t0.5=ln2/kU=4.55×109年(2)[U]0-[U]=[Pb],ln{[U]/[U]0}=-kUt,t=1.08×109年9解：(1)Ea/(2.303R)=3163K,Ea=60.56kJ.mol-1,*(2)k=5.17mol-1.dm3min-1,t0.5=1/(kc0)=24min10解：(1)1/[A]-1/[A]0=kt,k(298K)=6.39mol-1.dm3min-1,k(308K)=12.22mol-1.dm3min-1Ea=Rln(k1/k2)(1/T2-1/T1)=49.4kJ.mol-1(2)288K时，k=3.2mol-1.dm3min-1,t=10min{[A]0-[A]}/[A]0=24.2%(3)293K时,k=4.55mol-1.dm3min-1,t0.5=1/(k[A]0)=22min11解：1/[A]-1/[A]0=kt,反应1:k1=7.14×10-2mol-1.dm3min-1,ln(k1/k2)=-10.46×103/(RT),k2=2.08mol-1.dm3min-1.反应2:t=22.4min12解：651K时:k1=ln2/t0.5=0.00191min-1.温度T:t0.5=60min,k2=0.01155min-1,T=682K13解：(1)Z2/Z1=(T2/T1)0.5=1.017,增加的百分数1.7%(2)q2/q1=exp[-Ea(1/T2-1/T1)/R]=2.08,增加的百分数108%14解：kapp=k2k+1[M]/(k2+k-1[M]),高压极值k2k+1/k-1=5×10-4s-1,[M]=4Pa,kapp=k+1[M]=2.5×10-4s-1,k+1=1.25×10-4Pa-1s-1,k+1=8.31×102mol-1.dm-3.s-115解：(1)A=0.5(kT/h)(1/Oc)exp(OmrS/R)e2=3.08×1010dm3mol-1s-1(2)A=2Lπd2[RT/(πMr)]0.5e0.5=2.67×108m3mol-1s-14第九章化学动力学基本原理练习题（2）一、选择题1.反应A+BC→AB+C的焓变rHm0，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)0.055AB(B)0.055AB+rHm(C)0.055BC(D)0.055BC-rHm2.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)Kk+/k-(B)Kk+/k-(C)K=k+/k-(D)K与k+/k-关系不定3.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(C)30min(D)40min4.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二、填空题1.反应aA→P，已知反应物消耗5/9所需时间是它消耗1/3所需时间的2倍，则该反应的级数为_______，其计算式为。2.2A＋B＝2C已知反应某一瞬间,rA＝12.72mol·dm-3·h-1,则rB＝,rC＝___________________。3.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______________________________________。4.丁二烯的液相聚合反应,实验已确定对丁二烯为一级,并测得在323K时，其速率常数为3.300×10-2min-1,当丁二烯的转化率为80%时,反应时间为__________________。三、计算题1某溶液中的反应A+B→P，当[A0]=1×10-4mol·dm-3，[B0]=1×10-2mol·dm-3时，实验测得不同温度下吸光度随时间的变化如下表：t/min057130∞298KA(吸光度)1.3901.0300.7060.1005308KA(吸光度)1.4600.5420.2100.110当固定[A0]=1×10-4mol·dm-3，改变[B0]时，实验测得t12随[B0]的变化如下：(298K)[B0]/mol·dm-31×10-22×10-2t12/min12030设速率方程为r=k[A][B]，求，及k和Ea。2硝基异丙烷在水溶液中与碱的中和反应是二级反应,其速率常数可用下式表示：lnk＝－7284.4/(T/K)＋27.383时间以min为单位,浓度用mol·dm-3表示(甲)计算反应的活化能Ea(乙)在283K时,若硝基异丙烷与碱的浓度均为0.008mol·dm-3,求反应的半衰期。四、问答题A和B按化学计量反应生成P,即A+B