武大物理化学练习题

一、（45分）填空及单项选择1．18℃时在厚度为1cm的惰性多孔板两边，放置扩散系数为1.19×10-9m2s-1的NaCl稀水溶液，一边浓度为0.4moldm-3，另一边为0.2moldm-3。两边溶液量很大，且一直在搅拌。则溶质NaCl的物质通量为NaCl的浓度在板内的分布为2．反应A─→2B在温度T时的速率方程为d[B]/dt=kB[A]，则此反应的半衰期为：()(A)ln2/kB(B)2ln2/kB(C)kBln2(D)2kBln23．Trueorfalse(a)Elementaryreactionswithmolecularitygreaterthan3generallydon'toccur;(b)Knowledgeoftheratelawofareactionallowsusdecideunambiguouslywhatthemechanismis;(c)Activationenergiesarenevernegative;(d)Foranelementaryreaction,thepartialordersaredeterminedbythereactionstoichiometry;4.简单碰撞理论属基元反应速率理论，以下说法不正确的是：()(A)反应物分子是无相互作用的刚性硬球(B)反应速率与分子的有效碰撞频率成正比(C)从理论上完全解决了速率常数的计算问题(D)反应的判据之一是联线上的相对平动能大于某临界值5.反应A+BABAB+CD(决速步)其表观活化能与基元反应活化能的关系为________________，因为___________。6.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______________________________________。7.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.8.根据描述，写出下列化学反应（具有简单级数）的级数：（1）某反应不论起始浓度如何，完成65％的时间均相同，该反应为级反应；（2）某反应速率常数单位为moldm－3s－1，该反应为级反应；（3）某反应以反应物浓度的对数对时间作图，可得一直线，该反应为级反应；（4）某反应消耗3/4所需的时间是其半衰期的5倍，此反应为级反应；9.下列方法中，哪种不是应用于态态反应研究的（）A．停止－流动法B.交叉分子束方法C.红外化学发光法D.激光诱导荧光法10.反应，已知反应I的活化能E1大于反应II的活化能E2，以下措施中，哪一种不能改变获得B和D的比例？（）（A）提高反应温度；（B）延长反应时间；（C）加入适当催化剂；（D）降低反应温度单底物11．酶促反应按Michaelis-Menton机理进行，反应速率方程为米氏方程，即，在高底物浓度下，为级反应，在低底物浓度下，为级反应。12.在一个连串反应中，A、B、C的浓度随时间的变化用图形表示为当k1k2时，C的浓度随时间变化的函数可近似写为13.说明溶剂笼效应对反应速率的影响：14．很多可燃气体在空气中因支链反应发生的爆炸有一定的爆炸界限，当气体压力高于低爆炸界限p1时，爆炸发生，但当压力高于高爆炸界限p2时，爆炸反而不出现，出现高爆炸界限p2的原因主要是（）A．容易发生三分子碰撞丧失自由基；B.存在的杂质发挥了影响C.自由基与器壁碰撞加剧；D.密度高而导热快二、（15分）乙胺高温气相分解反应C2H5NH2(g)→C2H4(g)+NH3(g)773K时，p0=7.3kPa，恒容下测得不同时间的压力改变值如下：t/min124810203040p/kPa0.671.22.33.94.56.36.97.1设反应速率方程为r=k[C2H5NH2]n，请求k,n值。三、（20分）乙醛的光解机理拟定如下：（1）（2）（3）（4）1．该反应为一典型链反应，指出其中的链引发、链增长、链终止步骤；2．试用稳态近似法导出总包反应速率方程。3．求出其量子产率。四、（20分）Thereaction2A(g)=P(g)hasasecond-orderratelawwithk=3.50×10-4Lmol-1s-1at300K.(1)CalculatethetimerequiredfortheconcentrationofAtochangefrom0.26molL-1to0.011molL-1(2)Whenthetemperatureis330K,thehalf-lifeofAwasmeasuredtobe114s,whiletheinitialconcentrationofAis0.5molL-1.Evaluatetheactivationenergyofthereaction.(3)Thecollisioncross-sectionofAis0.90nm2,themolarmassofAis60gmol-1,CalculatetheP-factorforthereactionat300K.(4)Calculatetheforthereactionat300K.一、1.2.38×10－5molm-2s-1c/molL-1=0.4－0.2z/cm2.B3.TFFT4.C5.E（表观）＝E1+E2+E-1；k(表观)＝k2k1/k-16.63.17kJ·mol-17.催化8.1，0，1，39.A10.B11.，0，112.[C]＝[A]0（1－exp(－k2t)）13.对活化能大的反应基本无影响，对于活化能很小的反应，反应速率降低，此时反应由扩散控制14.A二、对于此反应，在任一时刻每一物种的分压可表示为：C2H5NH2(g)→C2H4(g)+NH3(g)t=0p000tp0-ptptpt若为一级反应，应满足关系式：若为二级反应，应满足关系式：若为三级反应，应满足关系式：若为三级反应，应满足关系式：分别计算作图如下：一级反应二级反应不难看出，实验数据与一级反应吻合最好，故n＝1k1＝0.0923min-1＝0.001545s-1t/min124810203040p0-pt/kPa6.636.153.42.810.40.2k10.09630.08980.09460.09550.09580.09940.09680.08990.0948k20.01380.01350.01580.01960.02200.04320.07880.1216k30.00200.00200.00270.00420.00540.02450.10390.3123k00.670.60.5750.48750.450.3150.230.1775三、解：1.链引发：（1）链增长：（2）（3）链终止：（4）2.总包反应速率为[CH3]及[CH3CO]为反应活性中间物，由稳态近似有：解得：3.量子产率为：四、解：（1）由二级反应积分速率方程：，代入相关数据，易知所求时间为：t＝1.24×105s＝34.5h（1）二级反应半衰期，代入数据易求得330K时反应速率常数为：k＝8.77×10-3Lmol-1s-1已知300K，330K时反应速率常数，由阿仑尼乌斯方程可求得活化能为：＝88.38kJ·mol-1（2）由碰撞理论，已知活化能，则其阈能Ec＝Ea－0.5RT＝87.13kJ·mol-1由碰撞理论速率常数计算公式，可得理论值为：＝8.41×10－8m3·mol-1·s-1＝8.41×10－5L·mol-1·s-1则空间因子（4）因为反应为两分子气相反应故由知＝－33.15J·K-1·mol－1一、填空与单项选择：1．18℃时在厚度为1cm的惰性多孔板两边，放置扩散系数为1.19×10-9m2s-1的NaCl稀水溶液，一边浓度为0.4moldm-3，另一边为0.2moldm-3。两边溶液量很大，且一直在搅拌。则溶质NaCl的物质通量为2.38×10－5molm-2s-1NaCl的浓度在板内的分布为c/molL-1=0.4－0.2z/cm2.反应2O3＝3O2的速率方程可以表示为或，则与的关系是（B）A．B.C.D.3．Trueorfalse(a)Elementaryreactionswithmolecularitygreaterthan3generallydon'toccur;T(b)Knowledgeoftheratelawofareactionallowsusdecideunambiguouslywhatthemechanismis;F(c)Activationenergiesarenevernegative;F(d)Foranelementaryreaction,thepartialordersaredeterminedbythereactionstoichiometry;T4.根据描述，写出下列化学反应（具有简单级数）的级数：（1）某反应不论起始浓度如何，完成65％的时间均相同，该反应为1级反应；（2）某反应速率常数单位为moldm－3s－1，该反应为0级反应；（3）某反应以反应物浓度的对数对时间作图，可得一直线，该反应为1级反应；（4）某反应消耗3/4所需的时间是其半衰期的5倍，此反应为3级反应；5．若某反应的反应热rHm＝100kJmol－1，则该正反应的活化能Ea100kJmol－1，如果rHm＝－100kJmol－1，则Ea不能确定100kJmol－1.（填、、＝或不能确定）6．反应，已知反应I的活化能E1大于反应II的活化能E2，以下措施中，哪一种不能改变获得B和D的比例？（B）（A）提高反应温度；（B）延长反应时间；（C）加入适当催化剂；（D）降低反应温度7.在一个连串反应中，如果需要的是中间产物B，则为得最高产率应当（D）A．增大反应物A的浓度；B.增大反应速率C.控制适当的反应温度D.控制适当的反应时间8．某反应在一定条件下的平衡转化率为25.3%，加入催化剂后，其转化率应当：（C）A.大于25.3%B.小于25.3%C.等于25.3%D.不能确定9.很多可燃气体在空气中因支链反应发生的爆炸有一定的爆炸界限，当气体压力高于低爆炸界限p1时，爆炸发生，但当压力高于高爆炸界限p2时，爆炸反而不出现，出现高爆炸界限p2的原因主要是（A）A．容易发生三分子碰撞丧失自由基；B.存在的杂质发挥了影响C.自由基与器壁碰撞加剧；D.密度高而导热快10.下列方法中，哪种不是应用于态态反应研究的（A）A．停止－流动法B.交叉分子束方法C.红外化学发光法D.激光诱导荧光法11．在简单碰撞理论中，有效碰撞的定义是：（C）A.互碰分子的总动能超过Ec；B.互碰分子的相对平动能超过Ec；C.互碰分子联心线上的相对平动能超过Ec；D.互碰分子的内部动能超过Ec；12.单底物酶促反应按Michaelis-Menton机理进行，反应速率方程为米氏方程，即，在高底物浓度下，为0级反应，在低底物浓度下，为1级反应。二、考虑长为l的均匀细杆，沿杆长方向有温度差，其侧面绝热，考虑其一维非恒稳态热传导问题，试根据傅立叶定律建立热传导方程，若：（1）杆两端温度保持0度；（2）杆两端均绝热；（3）杆一端绝热，一端按牛顿冷却定律与温度为T0的环境进行热交换写出该导热问题在以上三种情况下的边界条件取细杆上微体积元Adz进行热量衡算流入：Aq(z)dt流出：Aq(z+dz)dt积累：（AdzCm/M）*dT(为密度，M为摩尔质量，Cm为摩尔热容)由热量衡算方程：代入傅立叶定律，即可得一维普遍热传导方程:三种情况下边界条件为：（1）(2)(绝热说明热通量q=0，由傅立叶定律，)（3）（）三、AsolutionofAismixedwithanequalvolumeofasolutionofBcontainingthesamenumbersofmoles,andthereactionA+B=Coccurs.Attheendof1h,Ais75%rea