厦门大学物理化学2(07级动力学练习)+答案

物理化学（二）练习（化学动力学）2007级

一、选择题 ( 共12题 24分 )

1.对于气相基元反应，按过渡态理论，不正确的关系式是： C

(A)E a =∆≠U m $+RT (B)E a =∆≠H m $+nRT (C)E a =E 0+ RT (D)E a =E 0+mRT

2.在简单碰撞理论中，有效碰撞的定义是： C

(A) 互撞分子的总动能超过E c

(B) 互撞分子的相对总动能超过E c

(C) 互撞分子联心线上的相对平动能超过E c

(D) 互撞分子的内部动能超过E c

3.溶液中扩散控制反应速率与溶剂粘度有关，当溶剂粘度增大时，反应速率应： B

(A)提高 (B)降低 (C)相等 (D)不一定

4.溶液中扩散控制反应速率常数的数量级以mol -1·dm 3·s -1计约为： C

(A)1013 (B)105 (C)1010 (D)108

5.在碰撞理论中校正因子P 小于1的主要因素是： B

(A) 反应体系是非理想的

(B) 空间的位阻效应

(C) 分子碰撞的激烈程度不够

(D) 分子间的作用力

6.某反应具有一个有助于反应进行的活化熵，使反应速率常数比∆≠S m $= 0时大1000倍，则反应的实际∆≠S m $为： A

(A) 57.43 J ·K -1·mol -1 (B) 25.34 J ·K -1·mol -1

(C) 120.2 J ·K -1·mol -1 (D) 无法求解

7.设气体A 和B 都是单原子分子，它们发生化合A + B = C ，已知一维平动配分函数f t = 108，一维转动配分函数 f r = 10。按过渡态理论，在温度 T 时，反应的频率因子为： A

(A) 10-22k B T /h (B) 10-21k B T /h (C) 10-23k B T /h (D) 1023k B T /h

8.光化学反应Ａ2＋h ν →２Ａ的反应历程为：

Ａ2＋h ν →Ａ2* Ａ2*k 1２Ａ Ａ2*＋Ａ2k 2２Ａ2

可得：r ＝k 1I a ／(k 1＋k 2[Ａ2])则该反应之量子产率Φ为 C

(A) 1 (B) 2

(C) k 1／(k 1＋k 2[Ａ2]) (D) k 2／(k 1＋k 2[Ａ2])·２

9.相同分子B 反应， 其单位时间， 单位体积内的碰撞数为： C

(A) 2d B 2(πRT ／M B )1/2 (B) 12

d B 2（πRT ／M B ）1/2 (C) 2N B 2d B 2（πRT ／M B ）1/2 (D) ４LN B 2d B 2（πRT ／M B ）1/2

式中L 是阿伏伽德罗常数，N B 是B 分子的数密度。

10.对于摩尔熵，用统计力学方法建立了各种运动形式的典型值，m ()S 平$

=150 J ·K -1·mol -1， 转动及振动每个自由度的值为m ()S 转$=30 J ·K -1·mol -1，m ()S 振$=1 J ·K -1·mol -1，对于

反应A+BC 生成非线性过渡态时其m S ≠∆$/J ·K -1·mol -1的数值应为 C

(A) -149 (B) -148 (C) -119 (D) -120

11.光化学反应发生的条件是： D

(A) (∆r G m )T , p <0 (B) (∆r G m )T , p >0 (C) (∆r G m )T , p =0 (D) (∆r G m )T , p ≠0

12.除多光子吸收外，一般引起化学反应的光谱，其波长范围应是： A

(A) 可见光 (400 - 800 nm) 及紫外光 (150 - 400 nm)

(B) X 射线 (5 - 10-4 nm)

(C) 远红外射线 (D) 微波及无线电波

二、计算题

13.pH 等于3.42的甲酸—甲酸钠缓冲溶液中已研究出CO -血红朊的酸变性是甲酸钠浓度的函数，该一级变性反应的半衰期如下：

NaOOCH ／mol ·dm -3 0.007 0.010 0.015 0.020

t 1/2／min 20.2 13.6 8.1 5.9

试确定CO -血红朊上的电荷。

[答] 据I =

12∑c i z i 及k =0.693/t 1/2得下列数据 I /mol 1/2·dm -3/2 0.084 0.100 0.122 0.141

k /min -1 0.0343 0.0510 0.0856 0.117 (4分) lg(k /min -1) -1.465 -1.293 -1.068 -0.930

据lg(k /k 0) =2A ∣z A z B ∣I ， 利用作图法或代数法 (2分) 求得斜率得z A z B =9 因为 z A (H +) =1 所以z B =9 (4分) 14题和13题重复

15.A 和B 的混和物在300 K 时压力均为13.33 kPa ，d A =0.3 nm ，d B =0.4 nm ，300 K 时平均相对速率v R =5.00×102 m ·s -1，k =1.18×105 mol -1·cm 3·s -1，E a =40 kJ ·mol -1。

（1） 计算Z AB ；

（2） 计算E C 和P （方位因子）。

[答] (1) 浓度c A =c B =p /RT =5.34 mol ·m -3

Z AB =L 2πd 2vc A c B =3.31×109 mol ·m -3·s -1 （4分）

(2) E C =E a －RT /2=3.875×104 J ·mol -1 （2分）

r =kc A c B =PZ AB exp(－E C /RT )

P =kc A c B /[Z AB exp(－E C /RT )]=5.50×10-3 （4分）

16. T －跳跃法研究反应 H 2O ＝ H ++ OH - ，25℃时驰豫时间 τ = 40 μs ，K w = [H +][OH -] = 10-14(mol ·dm -3)2 ，计算此反应的正、逆向反应的速率常数 k 1和 k 2。

[答] K = {( [H +]/c ∃)([OH -]/c ∃)}/([H 2O]/c ∃

) = 10-14/ 55.5

= 1.8×10-16 = k 1/k 2 (2分) τ = 1/(k 1+ 2k 2 x e ) = 40×10-16 (4分) 得 k 1= 2.3×10-5 s -1

k 2= 1.3×1011 dm 3·mol -1·s -1 (各2分)

17.对丙酮的热裂提出以下的机理: