化学反应动力学习题

1化学动力学基础(习题课)1.某金属的同位素进行β放射，经14d（1d=1天后，同位素的活性降低6.85%。求此同位素的蜕变常数和半衰期；要分解90.0%，需经多长时间？解：设反应开始时物质的质量为100%，14d后剩余未分解者为100%-6.85%，则代入半衰期公式得一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。√×1.反应速率系数kA与反应物A的浓度有关。√×2.反应级数不可能为负值。√×3.对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。√×4.对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈敏感。√×5.Arrhenius活化能的定义是。2√×6.若反应A®Y，对A为零级，则A的半衰期。二、选择题选择正确答案的编号：A1.某反应，A→Y，其速率系数kA=6.93min-1，则该反应物A的浓度从1.0mol×dm-3变到0.5mol×dm-3所需时间是：(A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正确。A2.某反应，A→Y，如果反应物A的浓度减少一半，它的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为：(A)零级；(B)一级；(C)二级；(D)以上答案均不正确。三、填空题在以下各小题的“”处填上答案。1.某化学反应经证明是一级反应，它的速率系数在298K时是k=(2.303/3600)s-1，c0=1mol×dm-3。(A)该反应初始速率u0为(B)该反应的半衰期t1/2=(C)设反应进行了1h，在这一时刻反应速率u1为。2.只有一种反应物的二级反应的半衰期与反应的初始浓度的关系为3.反应A→B+D中，反应物A初始浓度cA,0=1mol×dm-3，初速度uA,0=0.01mol×dm-3×s-1，假定该反应为二级，则其速度常数kA为，半衰期t1/2为。4.某反应的速率系数k=4.62´10-2min-1，则反应的半衰期为5.反应活化能Ea=250kJ×mol-1，反应温度从300K升高到310K时，速率系数k增加倍。3一、是非题1.×；2×；3.×；4√；5.√；6.√二、选择题1.(B)；2.(A)；三、填空题1.6.40×10-4mol×dm-3×s-1，1083.3s，6.40×10-5mol×dm-3×s-12.3.kA=0.01mol-1×dm3×s-1t1/2=100s4.t1/2=15min5.k(310K)/k(300K)=25.361.二甲醚的气相分解是一级反应：CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g)504℃时把二甲醚充入真空的定容反应器内，测得时间t时总压力pt,总数据如下：t/s039077715873155pt,总/kPa41.354.465.183.2103.9试计算该反应在504℃的反应速率系数及半衰期。2.A和B按化学计量比导入等容容器中，于400K发生如下反应:2A(g)+B(g)Y(g)+Z(s)。已知速率方程为－=kAppB。设开始时总压力为30Pa，反应在7.5min后总压力降至20Pa。问再继续反应多长时间可由20Pa降至15Pa？另外，A的消耗速率系数kA=？3.气相反应A+2BY的速率方程为。在定容800K时实验结果如下：实验1133133005.3234.721332660021.283266266008.6754求反应分级数a和b及反应速率系数。4.等容气相反应AY的速率系数kA与温度T具有如下关系式：(1)计算此反应的活化能；(2)欲使A在10min内转化率达到90%，则反应温度应控制在多少？5.已知NaOCl分解反应速率系数在25℃时k=0.0093s-1，在30℃时k=0.0144s-1。试求在40℃时，NaOCl要用多少时间能分解掉99%？1.[题解]：CH3OCH3（g）®CH4（g）+H2（g）+CO（g）t=0:pA,0000t=tpApA,0-pApA,0-pApA,0-pA则pt,总=3(pA,0-pA)+pA=3pA,0+2pA即代入数据得下表：t/s39077715873155kA/10-4s-14.284.384.464.50=4.41×10-4s-12.[题解]：则5故设px为产物的分压力，则：t=0：＝0：=？：则，，，则，，，可解得：，所求为。3.[题解]：A+2BYt=0：pA,0pA,00t=t：pApB,0-2(pA,0-pA)pA,0-pAp(总)=pB,0-pA,0+2pAdp(总）/dt=2dpA/dt对比实验1,2：6B过量：则b=2。实验1：实验3两式相除，得4=4×2a-1，则a=1。反应速率方程为：－dpA/dt=kApApB2由实验1数据，=1.13×10-10Pa2×h-1。4.[题解]：(1)据Arrhenius方程的不定积分式：与题中所给kA=f(T)的经验式对比，得(2)求T:t=10min，转化率xA=0.9,。75.[题解]：先求在40℃时的k=？，解得Ea=65643J×mol-1。，解得k(313K)=0.0022s-1。因为是一级反应，所以。一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。√×1.一级反应肯定是单分子反应。√×2.对于基元反应，反应速率系数总随温度的升高而增大。√×3.（选自沈阳化工研究院1997年考研试题）质量作用定律仅能用于基元反应。二、选择题选择正确答案的编号：A1.对元反应A+2B→C,，若将其反应速率方程写为下列形式，;;;则kA、kB、kC间的关系应为：:(A)kA=kB=kC;(B)kA=2kB=kC;(C)kA=kB=kC；(D)以上答案均不正确。A2.元反应：H+Cl2→HCl+Cl的反应分子数是:(A)单分子反应；(B)双分子反应；(C)四分子反应；(D)以上答案均不正确。三、填空题在以下各小题的“”处填上答案。81.若反应A+2B→Y是元反应，则其反应的速率方程可以写成。答案：一、是非题1.×；2.×；3.√；二、选择题1.(C)；2.(B)；三、填空题1.一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。√×1.设对行反应正方向是放热的，并假定正、逆都是元反应，则升高温度更利于增大正反应的速率系数。√×2.若反应AY，对A为零级，则A的半衰期。二、选择题选择正确答案的编号：A1.某反应速率系数与各元反应速率系数的关系为，则该反应的表观活化能与各元反应活化能的关系是：(A)Ea=E2+E1-E4；(B)Ea=E2+(E1-E4)；(C)Ea=E2+(E1-2E4)1/2；(D)以上答案均不正确。A2.有两个都是一级的平行反应下列哪个关系式是错误的？(A)k总=k1+k2；(B)E总=E1+E2；(C)；(D)；(Ｅ)以上答案均不正确。A3.平行反应9若指前参量k0,1»k0,2，且E1E2，当升高反应温度时，对提高B的产率有利。请指出，下述解释中何者正确：(A)升高温度，可使k1k2，(B)升高温度可使反应①加快，使反应②减慢；(C)升高温度，可使k1/k2的比值增加；(D)以上答案均不正确。三、填空题在以下各小题的“”处填上答案。1.链反应的一般步骤是(i)；(ii)；(iii)。答案：一、是非题1.√；2.√；二、选择题1.(B)；2.(B)；3.(C)；三、填空题1.链的引发链的传递链的终止1.某1-1级平行反应，中，两反应指前参量之比为k0,1：k0,2=100：1，若又知反应(1)的活化能比反应(2)的活化能大14.7kJ·mol-1，试求反应温度为464K时Y在产物中的摩尔分数可达多少。2.反应CO2+H2OH2CO3，已知k1(298K)=0.0375s-1，k1(273K)=0.0021s-1，728Jžmol-1，设Um在此温度范围内为常量。试求正、逆反应的活化能。3.某对行反应AY，已知k1=0.006min-1，k-1=0.002min-1，如果反应开始时只有A，其浓度用cA,0表示。10(1)当A和Y的浓度相等时需要多少时间？(2)经100min后，A和Y的浓度各为若干？4.N2O5气相分解反应N2O52NO2+O2的反应机理如下：(i)N2O5NO2＋NO3；(ii)NO2＋NO3N2O5；(iii)NO2＋NO3NO2＋O2+NO；(iV)NO＋NO3NO2。设NO3和NO处于稳定态，试建立总反应的动力学方程式。5反应2NO+O22NO2是三级反应,且反应速率随温度升高而下降。其反应机理为：2NON2O2（快）；N2O2＋O22NO2（慢）。又已知2NON2O2的ΔrUm0。试导出总反应的动力学方程式，并解释其反应级数及反应速率与温度的关系。答案：1.[题解]：T=464K时,=2.21,=0.692.[题解]：=77.983kJžmol113.[题解]：(1)由当cA=cY时，即xA=0.5，代入，得t=137.3min。(2)将t=100min代入上式，解得xA=0.413，则cA=cA,0(1－xA)=0.587cA,0，cY=cA,0xA=0.587cA,0。4.[题解]：=k1c(N2O4)－k-1c(NO2)c(NO3)－k2c(NO2)c(NO3)－k3c(NO)c(NO3)=0=k2c(NO2)c(NO3)－k3c(NO)c(NO3)=0；以上两式相减，得k1c(N2O5)=（k-1+2k2)c(NO2)c(NO3)。－=k1c(N2O5)－k-1c(NO2)c(NO3)=k1c(N2O5)－k-1=c(N2O5)=kc(N2O5)。5.[题解]：N2O2处于平衡态，则==Kcc(N2O2)=Kcc(NO)2=2k2c(N2O2)c(O2)=2k2Kc[c(NO)]2c(O2)由动力学方程式知，该反应对NO为二级反应，对O2为一级反应，总的为三级反应。因2NON2O2的rUm0，故Kc随温度升高而减小，虽然k2随温度升高而增大，由于Kc随T的升高而降低的程度大于k2随T升高而升高的程度，则k2Kc仍随温度升高而减小。