物理化学—动力学练习题及参考答案2
动力学2A 一、选择题1. 水溶液反应 Hg 22+ + Tl 3+ ─→ 2Hg 2+ + Tl + 的速率方程为r = k [Hg 22+][Tl 3+]/[Hg 2+]。
以下关于反应总级数 n 的意见哪个对? ( ) (A) n = 1 (B) n = 2 (C) n = 3 (D) 无 n 可言 2. 根据常识, 试确定238U 的半衰期近似为:(a 表示年) ( )(A) 0.3×10-6 s (B) 2.5 min (C) 5580 a (D) 4.5×109 a3. 某反应物反应掉 7/8 所需的时间恰好是它反应掉 1/2 所需时间的 3 倍,则该反应的级数是: ( )(A) 零级 (B) 一级反应 (C) 二级反应 (D) 三级反应 4. 1-1 级对峙反应由纯 A 开始反应,当进行到 A 和 B 浓度相等的时间为: (正、逆向反应速率常数分别为 k 1 ,k 2) ( ) (A) t = ln12k k (B) t =11221ln kk k k - (C) t =1121212ln k k k k k +- (D) 112121ln k t k k k k =+- 5. 一级反应完成 99.9% 所需时间是完成 50% 所需时间的: ( )(A) 2 倍 (B) 5 倍 (C) 10 倍 (D) 20 倍 6. 一个反应的活化能是33 kJ ·mol -1, 当 T = 300 K 时,温度每增加 1K ,反应速率常数增加的百分数约是: ( )(A) 4.5% (B) 90% (C) 11% (D) 50% 7. 均相反应 A + Bk 1C +D , A + Bk 2E +F 在反应过程中具有∆[C]/∆[E]= k 1/k 2的关系, ∆[C],∆[E] 为反应前后的浓差,k 1,k 2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. 气相反应 A + 2B ─→ 2C ,A 和 B 的初始压力分别为 p A 和 p B ,反应开始时并无 C ,若 p 为体系的总压力,当时间为 t 时,A 的分压为: ( )(A) p A - p B (B) p - 2p A (C) p - p B (D) 2(p - p A ) - p B 9. 某二级反应,反应物消耗 1/3 需时间 10 min ,若再消耗 1/3 还需时间为: ( )(A) 10 min (B) 20 min (C) 30 min (D) 40 min 10. 某具有简单级数反应的速率常数的单位是 mol ·dm -3·s -1,该化学反应的级数为: ( )A B 2(A) 2 级 (B) 1 级 (C) 0 级 (D) 3 级 11. 反应速率的简单碰撞理论中引入了概率因子P ,可表示为反应截面与碰撞截面之比(σ r /σ AB ),于是 ( )(A) P >1 (B) P <1 (C) P =1 (D) 不一定二、填空题12. 某反应物的转化率分别达到 50%,75%,87.5% 所需时间分别为 t 12,2t 12,3t 12,则反应对此物质的级数为 _______ 。
13. 碰撞理论中,速率常数以m 3·s -1为量纲换算为以mol -1·dm 3·s -1为量纲时,应乘以因子___________。
14. 2H 2O 2(aq) →2H 2O(l)+O 2(g)被I -催化,已知E a (cat)=56.5 kJ ·mol -1, E a (uncat)=75.3 kJ ·mol -1, 则k (I -)/k (uncat)=_____________。
(T =298 K) 15. 双分子反应,当E a ≥100 kJ ·mol -1,298 K 时有效碰撞率为_____________,1000 K 时为_______。
16. 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 ________ 。
17. 反应 AB + C k 2D (决速步) 其表观活化能与基元反应活化能的关系为 ________________ ,因为 ___________ 。
18. N 2O 5分解反应 2N 2O 5 ──→ 4NO 2+O 2 在T , p 一定时, 测得d[O 2]/d t =(1.5×10-4 s -1)[N 2O 5], 反应单向进行基本能完全, 则该反应的半寿期t 1/2 = _______________ s 。
19. N 2O 5热分解反应速率常数在288 K 时,为9.67×10-6 s -1, E a =100.7 kJ ·mol -1, 338 K 时,速率常数为____________________。
20. 实验测得反应: 2A + B ─→ 2C + D 的速率方程为: r = k [A][B],反应历程为: A + Bk 1C + F (慢) A + Fk 2C +D (快)则 k 1与 k 的关系为 __________ 。
21. 经验规则“温度每增加 10 K, 反应速率增加 2 倍”。
在T 1=298 K 和T 2= 308K 时, 符合这规则的活化能值 E a =___________________。
三、计算题22. 实验测得N 2O 5分解反应在不同温度下速率常数数据如下: T /K 298 308 318 328 338 105k /s -1 1.72 6.65 24.95 75.0 240求 k = A exp(-E a /RT )中A 与E a 的值,并求反应在323K 时∆≠S m 、∆≠H m 、∆≠G m 。
已知:玻耳兹曼常数k B = 1.3806×10-23 J ·K -1 ,普朗克常数 h = 6.6262×10-34 J ·s 。
23. 反应 A(g)+2B(g)─→12C(g)+D(g) 在一密闭容器中进行, 假设速率方程的形式为r =k p p A a p B b , 实验发现:(1)当反应物的起始分压为 p A 0=26.664 kPa , p B 0=A B k1k-1+AB106.66 kPa 时, 反应中 ln p A 随时间变化无关。
(2)当反应物的起始分压分别为p A 0=53.328 kPa, p B 0=106.66 kPa 时, 反应r /2A p 为常数, 并测得 500 K 和 510 K时, 该常数分别为 1.974×10-3 和 3.948×10-3 (kPa ·min)-1, 试确定: (甲) 速率方程中的 a, b 和 500 K 时的速率常数 k (乙) 反应的活化能 24. 有一个涉及一种反应物种 (A) 的二级反应,此反应速率常数可用下式表示k = 4.0×1010 T 1/2 exp {-145 200/RT } dm 3·mol -1·s -1 (1) 在 600 K 时,当反应物 A 初始浓度为 0.1 mol ·dm -3时,此反应之半寿期为多少 ?(2) 试问 300 K 时,此反应之阿氏活化能 E a 为多少? (3) 如果上述反应是通过下列历程进行A B B + A k 2 C C k 3P其中 B 和 C 是活性中间物,P 为终产物。
试得出反应速率方程在什么条件下这个反应能给出二级速率方程。
25. 请根据下列实验数据确定反应级数 α, β, γ和k 值 。
r ×105/(mol ·dm -3·s -1) 5.0 5.0 2.5 14.1 [A]0/mol ·dm -3 0.010 0.010 0.010 0.020 [B]0/mol ·dm -3 0.005 0.005 0.010 0.005 [C]0/mol ·dm -3 0.010 0.015 0.010 0.010 已知 r =k [A]α[B]β[C]γ。
26. 测定某一溶液反应(298 K),得如下数据:t /min 0 18 57 130 240 337 398 吸光度A 1.39 1.26 1.03 0.706 0.398 0.251 0.1800 假设遵从Lamkert-Beer 定律,证明该反应为一级反应。
四、问答题27. 试证明,相同反应级数的平行反应:E a=i iiiik Ek∑∑k 1k -1动力学2—A 答案 一、选择题1. (A)2. (D)3. (B)4. (C)5. (C)6. (A)7. (A)8. (C)9. (C) 10. (C) 11. (D)二、填空题12.一级 13. 103L (L 为阿佛加德罗常数) 14. 1975 k (I -)/k (uncat) =exp{[E (uncat)-E (I -)]/RT }15. 2.96×10-18 5.97×10-6 计算公式为 exp(E c /RT ) 因为 E a >>RT ,所以E c ≈E a16. (1) 与初始浓度无关 (2) 等于 33.3% 17. k (表) = k 2k 1/k -1 E (表) = E 2+ E 1- E -1 18. t 1/2 =0.693/ k =2310 s 19. 4.87×10-3 s -1 20. k 1 = k 21. 52.9 kJ ·mol -1三、计算题22. [答] ln k ∝ 1/T 作图,或用代入法求平均值得到:E a = 103.1 kJ ·mol -1A = 2.03×1013 s -1当 T = 323 K 时,k = A exp(-E a /RT ) = 4.304×10-4 s -1 ∆≠H m = E a - RT = 101 kJ ·mol -11111111ln()k at k k k a k k x--=+-+A =(kB T /h )eexp(∆≠S /R ) ─→ ∆≠S m = 3 J ·K -1·mol -1 ∆≠G m = ∆≠H m - T ∆≠S m = 100 kJ ·mol -123. [答] (甲) 当 p A 0=26.664 kPa , p B 0=106.66 kPa 时, B 是过量的,故 -d p A /d t =A B a b kp p ≈k 'A apd ln p A /d t =-k 'p A a /p A , d ln p A /d t 与p A 无关, 则 a = 12A /r p = 2A A /b B kp p p , p A =p A 0- p , p B =p B 0- 2p 2A /r p =k 2 b (53.328 kPa - p )b / (53.328 kPa - p ) 2A /r p = 常数, 则 b=1500 K 时, 2A /r p = k p A p B / p A 2= 2 k =1.974×10-3 (kPa ·min)-1k =9.87×10-4 (kPa ·min)-1同理 k (510 K)=1.974×10-3 (kPa ·min)-1(乙) ln(k 2/k 1)=E a /R ·(1/T 1-1/T 2) E a =147 kJ ·mol -124. [答] (1) k = 0.224 dm 3·mol -1·s -1(2) E a = RT 2× dln k /d T = 147.7 kJ ·mol -1 (3) 应用稳态近似得r = k 3[C] = k 1k 2[A]2/(k -1+ k 2[A]) 当k -1 >> k 2[A] 时, r = k 1k 2/k -1× [A]2 为二级反应25. [答]根据准级数反应求α r 1/r 2=([A]01/[A]02)α [B]0, [C]0一定14.1/5.0=(0.020/0.010)α α =1.49≈32同理求得 β=-1 , γ=0k =r /([A]03/2[B]0-1[C]00) 求得 k =2.5×10-4 (mol ·dm -3)-1/2·s -126. [答] k =1tlnA A, 求不同时刻t 下的k ,若为常数,则为一级反应。
傅献彩物理化学选择题———第十一章 化学动力学基础(二) 物化试卷(二)
(A) P 与 S m 有关 (B) P 体现空间位置对反应速率的影响 (C) P 与反应物分子间相对碰撞能有关
第十一章 化学动力学基础 ( 二 )
(D) P 值大多数<1, 但也有>1 的
物化试卷(二)
15. 对于一个简单化学反应来说,在其它条件相同时,下列说法中的 哪一种是正确的? ( )
第十一章 化学动力学基础 ( 二 )
物化试卷(二)
11. 选用适当的催化剂后, 使反应活化能比未加催化剂时降低了 8500 J/mol,则二者速率常数比(kcat /k0): ( (A) 31 倍 (B) 61 倍 (C) 92 倍 ) (D) 4.5 倍 )
12. 催化剂能极大地改变反应速率,以下说法不正确的是: ( (A) 催化剂改变了反应历程 (B) 催化剂降低了反应的活化能 (C) 催化剂改变了反应的平衡,以致使转化率大大地提高了 (D) 催化剂能同时加快正向和逆向反应速率 13. 下列双分子反应中: (1) Br + Br → Br2 (2) CH3CH2OH + CH3COOH → CH3CH2COOCH3+ H2O (3) CH4+ Br2 → CH3Br + HBr 碰撞理论中方位因子 P 的相对大小是∶ ( (A) P(1) > P(2) > P(3) (B) P(1) > P(3) > P(2) (C) P(1) < P(2) < P(3) (D) P(1) < P(3) < P(2) 14. 关于反应速率理论中概率因子 P 的有关描述,不正确的是: ( ) )
2. 在 T = 300 K,如果分子 A 和 B 要经过每一千万次碰撞才能发生 一次反应,这个反应的临界能将是: ( (A) 170 kJ/mol (C) 40.2 kJ/mol (B) 10.5 kJ/mol (D) -15.7 kJ/mol )
物理化学各章总结及习题解答(天津大学) 第八章_化学动力学
第八章化学动力学化学动力学研究各种反应的反应速率以及讨论温度、浓度、催化剂等因素对速率的影响,它以二个定律即质量作用定律和阿累尼乌斯定律为基础在建立了复合反应的动力学方程时常采用近似处理方法,稳定态法、平衡浓度法、控制步骤法。
从理论上来计算反应速率有两个理论:碰撞理论和过渡状态理论。
一、基本概念1.反应速率定义:t n t d d 1d d BB ⋅==νξξ体积不变时t cV r d d 1B B ⋅==νξ注意:(1)当用r 表示反应速率时,一定要除以物质B 的化学计量数,且系统的体积应保持不变。
(2)r 恒为正值。
r 的量纲是浓度•时间-1(3)r 不仅与反应本性、反应条件有关,而且与物质采用的单位有关。
与方程式的写法有关。
(4)对于指定的反应,无论用何种反应物或产物表示反应速率r 均相同。
2.基元反应——质量作用定律基元反应的速率与各反应物的浓度以反应式中反应物的系数为指数幂的乘积成正比。
A+B==G+Dba c kc r BA =式中的指数项为反应级数。
可为正数、负数、分数、零、是实验值。
K 为速率常数,除了浓度以外其它一切影响反应速率的因素都包含在K 中。
nc rk B =单位:(浓度)1-n 时间-1质量作用定律是动力学中最基本的定律,它只适用于基元反应,对于复杂反应只能适用于各个基元步骤。
二、速率方程 1.方程式速率方程特征级数微分式积分式半衰期直线关系k 的单位0k t c r =-=d d Akt c c =-A A,0k c 2Ao t c ~A 13s m mol --⋅⋅1AAd d kc t c r =-=kt c c =AA0ln k 2ln t c ~ln A 1s -22AAd d kc t c r =-=kt c c =-A0A 11A01kc t c ~1A ()113sm mol --⋅⋅33AAd d kc tc r =-=kt c c =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-2A02A 11212A021kc t c ~12A0()123s m mol ---⋅⋅nnkc tc r AA d d =-=kt c c n n n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----10A 1A11111A )1(1--n kc n tc n ~110A -()113s m mol ---⋅⋅n2.速率方程的确定(1)积分法:(尝试法);(2)微分法;2121lg lg c c rrn =;(3)半衰期法:A01A02)21()21(lg lg 121c c t tn +=三、温度对速率的影响1.阿累尼乌斯公式微分形式:2d n d RTE T k l a =;指数形式:RT R aAe k -=;对数形式;ART Ek a ln ln +-=2.活化能定义:Tkl RT E a d n d 2=四、典型的复杂反应1.对行反应(正负皆为一级)AB1k 2tk k c c c c )(ln21AeA AeA0+=--2.平行反应A]1[]1[)(21A02)(210A 1B )(0A A 212121tk k c t k k tkk e k k c k c e k k c k c e c c +-+-+--+=-+==3.连串反应(皆为一级)Ak 1k 2BC)1(][212121121122A021A01B )(A0A t k tk c t k t k tk k e k k k e k k k c c e e k k c k c e c c ----+--+--=--==习题11.7反应CH 3NNCH 3(g )→C 2H 6(g )+N 2(g )为一级反应,287℃时,一密闭器中CH 3NNCH 3(偶氮甲烷)原来的压力为21332Pa ,1000S 后总压力为22732Pa ,求k 及t 1/2。
(完整版)物理化学【第九章】动力学一练习习题
物理化学(二)练习1(化学动力学)2014级一、选择题( 共15题)1-1. 反应A k1B (I);Ak2D (II),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1-2. 如果某反应的△r H m= 100kJ·mol-1,那么活化能E a将:(A) E a≠100kJ·mol-1(B) E a≥100kJ·mol-1(C) E a≤100kJ·mol-1(D) 都可以1-3. 2A k1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]21-4. 某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应的半衰期与反应物初始浓度:(A) 成正比(B) 成反比(C) 平方成反比(D) 无关1-5.此反应的速率方程为:(A) r = k c B(B) r = k c A c B(C) r = k c A(c B)2(D) r = k c A1-6.400 K 时,某气相反应的速率常数k p= 10-3(kPa)-1·s-1,如速率常数用k C表示,则k C应为:(A) 3.326 (mol·dm-3)-1·s-1(B) 3.0×10-4 (mol·dm-3)-1·s-1(C) 3326 (mol·dm-3)-1·s-1(D) 3.0×10-7 (mol·dm-3)-1·s-11-7. 均相反应A + B k1C +D , A + Bk2E +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。
物理化学化学动力学
思考题:1. 已知在氧气存在的情况下,臭氧的分解反应: 2332O O →,其速率方程为:122333)]([)]()[()(-=-O c O c O k dtO dc ①该反应的总级数n=? 解释臭氧的分解速率与氧的浓度的关系。
②若以dtO dc )(2表示反应速率,)(2O k 表示相应的反应速率系数,写出该反应的速率方程。
③指出dt O dc )(3-与dt O dc )(2之间的关系,以及)(3O k 和)(2O k 的关系。
④该反应是否为基元反应?为什么?2. 阿伦尼乌斯方程RT E ae k k -=0中RT E a e -一项的含义是什么?1>-RT E a e ,1<-RT E a e ,1=-RT E a e ,那种情况是最不可能出现的?那种情况是最可能出现的?3. 总级数为零的反应可能是基元反应么?解释原因。
答: 不可能,因为基元反应的总级数等于反应分子数。
由于反应分子数一定大于零,故总级数也一定大于零,不可能为零。
选择题:1. 关于下列反应,说法正确的是 (D )① 2NH 3 = N 2 + 3H 3 ② Pb(C 2H 5)4 = Pb + 4C 2H 5·③ 2H + 2O = H 2O 2 ④ 2N 2O 5 = 4NO 2 + O 2⑤ 2HBr = H 2 + Br 2A .都是基元反应B .⑤是基元反应C. ①②④是基元反应D. 都不是基元反应2. 反应2O 3 = 3O 2的速率方程为12233-⋅⋅=-O O O c c k dt dc 或12232-⋅⋅'=O O O c c k dt dc ,则k 与k ’的关系为(?)A . k = k ’B . 3k = 2k ’C. 2k = 3k ’D. -k/2 = k ’ /33. 某反应速率常数的量纲为(浓度)-1·(时间)-1,该反应为(B )A .一级反应B .二级反应 C. 三级反应 D. 零级反应4. 某反应的速率常数为0.099 min -1,反应物初始浓度为0.2 mol ·L -1,则反应的半衰期为(A )A .7 minB .1.01 min C. 4.04 min D. 50.5 min5. 某反应的反应物消耗掉3/4的时间是其半衰期的2倍,则该反应的级数为(A )A .一级B .二级 C. 三级 D. 零级6. 基元反应的级数(?)A .总是小于反应分子数B .总是大于反应分子数C. 总是等于反应分子数D. 有可能与反应分子数不一致7. 已知某反应历程 A + M = A* + M ; A* = B + C ,则该反应是(? )A .二级反应B .双分子反应 C. 基元反应 D. 复杂反应8. 某反应的速率常数k =0.214 min -1,反应物浓度从 0.21 mol ·L -1变到0.14 mol ·L -1的时间为t1;从0.12 mol ·L -1变到0.08 mol ·L -1的时间为t2,那么 t1:t2等于 (C )A .0.57B .0.75 C. 1 D. 1.759. 某等容反应的正向活化能为E f ,逆向活化能为E b , 则E f —E b 等于(D )A .-Δr H mB .Δr H m C. -Δr U m D. Δr U m10. 下面活化能为0的反应是 (B )A .A ·+ BC = AB +C · B .A ·+ A ·+ M = A 2 + MC. A 2+ M = 2A ·+ MD. A 2 + B 2 = 2AB11. 利用反应C B A 312→⇔生产B ,提高温度对产品产率有利,这表明 (?) A .E 1 > E 2,E 3 B .E 2 > E 1,E 3C. E 1 < E 2,E 3D. E 3 > E 1,E 212. Arrhenius 公式适用于 (D )A .一切复杂反应B .一切气相中的复杂反应C. 基元反应D. 具有明确反应级数和速率常数的所有反应13. 环氧乙烷的分解为一级反应。
化学动力学第二章习题和答案
化学反应动力学第二章习题-5 -11、The first-order gas reaction SOCb > SO2 + CI2 has k = 2.20 10 s at 593K,(1) What percent of a sample of SO2CI2 would be decomposed by heating at 593K for 1hour?⑵ How long will it take for half the SO 2CI2 to decompose?解:一级反应动力学方程为:0.693t1亍=31500 s = 8.75 hour22.2 102、T-butyl bromide is conv erted into t-butyl alcohol in a solve nt containing 90 perce nt acetone and 10 perce nt water. The reacti on is give n by(CH3)3CBr + H2O > (CH3)3COH + HBrThe following table gives the data for the concentration of t-utyl bromide versus time:若I则k F恃1 0.1056 1 0.1056t =9 k In 0.01047 ,t = 18 k In 0.011679 0.0961 18 0.08561 0.1056 1 0.1056t =24 k In -0.01332,t = 40 k In 0.0123224 0.0767 40 0.0645t = =54 k = 0.01256 ,t = 72 k =0.01241 t : =105 k= 0.01299[SO2CI2]e[SO2CI2](1)反应达1小时时:[SO2C l2]』20宀60=0.924=92.4% [SO2CI 2 ] *已分解的百分数为:100%-92.4%=7.6%[SO2CI2] 12T(mi n) 18 24 40 54 72 105(CH3)CBr (mol/L) 0.1056 0.0961 0.0856 0.07670.0270(1) What is the order of the reaction?(2) What is the rate con sta nt of the react ion?(3) What is the half-life of the reaction?解:(1)设反应级数为n,则0.0645 0.0536 0.0432d[A]dt [A] [A]n4=kt[SO2Cl2] =[SO2CI2] e®⑵当t 一n 丄= 31506.7 s k 2二k[A]1 1 1若n =2,则両)t918 24 4054 k 0.1040 0.12290.14870.15090.1701若 n=1.5t 9 18 24k 0.01650.01890.0222若 n=3t9 18 24k2.0672.603.46反应为一级。
物理化学考试题库及答案(二)
物理化学考试题库及答案第五章相平衡练习题一、判断题:1.1.在一个给定的系统中,物种数可以因分析问题的角度的不同而不同,但独立组分数是一个确定的数。
2.单组分系统的物种数一定等于1。
3.自由度就是可以独立变化的变量。
4.相图中的点都是代表系统状态的点。
5.恒定压力下,根据相律得出某一系统的f = l,则该系统的温度就有一个唯一确定的值。
6.单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。
7.根据二元液系的p~x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。
8.在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。
9.杠杆规则只适用于T~x图的两相平衡区。
10.对于二元互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分。
11.二元液系中,若A组分对拉乌尔定律产生正偏差,那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。
12.恒沸物的组成不变。
13.若A、B两液体完全不互溶,那么当有B存在时,A的蒸气压与系统中A 的摩尔分数成正比。
14.在简单低共熔物的相图中,三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。
15.三组分系统最多同时存在5个相。
二、单选题:O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是:1.H2(A) K = 3 ;(B) K = 5 ;(C) K = 4 ; (D) K = 2 。
2.2.克劳修斯-克拉伯龙方程导出中,忽略了液态体积。
此方程使用时,对体系所处的温度要求:(A) 大于临界温度;(B) 在三相点与沸点之间;(C) 在三相点与临界温度之间;(D) 小于沸点温度。
3.单组分固-液两相平衡的p~T曲线如图所示,则:(A) V m(l) = V m(s) ;(B) V m(l)>V m(s) ;(C) V m(l)<V m(s) ;(D) 无法确定。
4.蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热,可用来:(A)(A)可使体系对环境做有用功;(B)(B)可使环境对体系做有用功;(C)(C)不能做有用功;(D) 不能判定。
物理化学 林树坤 第8章 化学动力学 习题答案
第8章化学动力学习题1. 请依据质量感化定律写出下列基元反响的反响速度暗示式(试用各类物资分离暗示).(1(2)(3(4解:(1(2(3(42.试求k c与k p之间的关系,设气体为幻想气体.解:因为p A=c B R T=c A R T则3. 298K时N2O5(g) 5.7h,此值与N2O5的肇端浓度无关,试求:(1)该反响的速度常数.(2)感化完成90%时所需时光.解:依据题意断定该分化反响为一级反响,是以可求得(1(24. ,半衰期为15min,试问该试样有80%分化,需时若干?解:依据题意断定该放射反响为一级反响,是以可求得(1(25.把必定量的PH3(g)敏捷引入温度为950K的已抽空的容器中,待反响物达到该温度时开端计时(此时已有部分分化),测得实验数据如下:t/s 0 58 108 ∞p/kPa,求该反响的速度常数k 值.(设在t=∞时反响根本完成).解:应用一级反响的公式,c0正比于p0,c正比于p t,所以当t=58s时当t=108s时6.在298K时,NaOH与CH3COOCH3皂化感化的速度常数k2与NaOH与CH3COOC2H5k试问在雷同的实验前提下,当有90%的CH3COOCH3被分化时,CH3COOC2H5的分化百分数为若干?(设碱与酯的浓度均相等)解:由二级反响的动力学方程=76.27%7. 某放射性元素经14天后,活性下降了6.85%.试求:(1)该放射性元素的半衰期;(2)若要分化失落90%,需经多长时光? 解:放射性元素的衰变相符一级反响纪律. 设反响开端时,其活性组分为100%,14天后,残剩的活性组分为100%─6.85%,8. 在某化学反响中随时检测物资A 的含量,1小时后,发明A 已感化了75%,试问2小时后A 还残剩若干没有感化?若该反响对A 来说是:(1)一级反响.(2)二级反响(设A 与另一反响物B 肇端浓度雷同). (3)零级反响(求A 感化所需时光). 解:(1)由一级反响速度公式,k -1x =6.25%(2)=14.3%(3) c 0─c 0=k k=0.75 c 09. ,开端时A 和B 的物资的量之比为2:1,肇端总压为3.0,在400K时,60s后容器中的总压力为 2.0,设该反响的速度方程为:求400K时,150s后容器中B的分压..解:因为温度.体积雷同,即P A=2p B2A(g)+B(g)=G(g)+H(s)t=t 2p B p对二级反响有当t=150s时求得P B10.某物资A的分化是二级反响.恒温下反响进行到A消费失落初浓度的1/3所须要的时光是2min,求A消费失落初浓度的2/3所须要的时光.解:11. 反响的级数为n(且),证实其半衰期暗示式为(式中k为速度常数):解:, ,积分得,当x =a21时,)1(121)1(211112/1-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛=--⎪⎭⎫ ⎝⎛-=----n k a n k aa a t n n n n=)1(1211----n k a n n12.氯化醇和碳酸氢钠反响制取乙二醇: CH 2OHCH 2Cl (A)+ NaHCO 3 (B)CH 2OHCH 2OH + NaCl + CO 2已知该反响的微分速度方程为:AA B d d c kc c t -=,且测得在355K 时反响的速度常数115.20mol L h k --=.试盘算在355 K 时:(1) 假如溶液中氯乙醇.碳酸氢钠的初始浓度雷同,-1A,0B,0 1.2mol L c c == ,氯乙醇转化95%须要若干时光?(2) 在同样初始浓度的前提下, 氯乙醇转化率达到99.75%须要若干时光?(3) 若溶液中氯乙醇和碳酸氢钠的开端浓度分离为-1A,0 1.2mol L c =,-1B,0 1.5mol L c =,氯乙醇转化99.75%须要若干时光?解:(1) 由速度方程知反响为二级反响, 且两反响物开端浓度雷同, 则 (2) 同理2AA,0111111()[]63.9h 5.20(199.75%) 1.20 1.20t k c c =-=-=-⨯(3)因为两反响物开端浓度不合, 则13.已知HCl(g)在 1.013×105Pa 和298K 时的临盆热为─92.3KJ·mol -1,临盆反响的活化能为113KJ·mol -1,试盘算其逆反响的活化能.解:反响热与活化能之间的关系为:即:,=113─(─92.3)=205.3(KJ·mol-1)14. 某一级反响在340K时完成20%需时3.20min,而在300K时同样完成20%需时12.6min,试盘算该反响的实验活化能.解:因为初始浓度和反响程度都雷同,所以可直接应用公式依据Arrhenius得15. 已知在540~727K 时之间产生定容反响,其速度常数k的暗示为k/( mol-1·dm3·s-1×1010exp(─132kJ·mol-1/R T)若在600K时,CO(g)和NO2(g)的初始压力分离为667和933Pa,试盘算:(1)该反响在600K时的k p值.(2)反响进行10h今后,NO的分压为若干.解:(1)(2解得p=141.5Pa16. 已知构成蛋的蛋白蛋白的热变感化为一级反响,其活化能约为85kJ·mol-1,在与海平面雷同高度处的滚水中“煮熟”一个蛋须要10min.试求在海拔2213m高的山顶上的滚水中“煮熟”一个蛋须要多长时光.假设空气的体积构成为80%N2和20%O2,空气按高g -1.解:先求2213m 凌驾的压力p×10-3㎏·mol -1为空气的平均摩尔质量.因为压力不合所引起的沸点不合─解得 T=366.1K,因为温度不合而引起的速度常数不合17.硝基异丙烷在水溶液中与碱的中和反响是二级反响,其速度常数可用下式暗示:时光以min 为单位,. (1)盘算反响的活化能,及指前因子(2)在283K 时,求反响的半衰期.解:(1对比已知公式(2)附加.已知HCl(g)在 1.013×105Pa 和298K 时的临盆热为─92.3KJ·mol -1,临盆反响的活化能为113KJ·mol -1,试盘算其逆反响的活化能.解:反响热与活化能之间的关系为:即:=113─(─92.3) =205.3(KJ·mol -1) 18. 已知某气相反11AB+Ck k -在25℃时的k 1和k -1-1和3.938×10-3Pa -1·s -1,在35℃时正逆反响的速度常数k 1和k -1均增长为本来的 2倍.求: (1)25℃时的均衡常数K C ; (2)正逆反响的活化能; (3)反响的热效应Q . 解:(1)-141510.2s 5.06610Pa 3.94810c k K k --===⨯⨯(2)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=211211lnT T R E k k ,111153(kJ mol 53kJ mol E E ---=⋅=⋅);(3)011=-=-E E Q 19. N 2O(g)(g)O (g)2N O(g)2N 22k2+−→−,从实验测出不合温度时各个肇端压力与半衰期值如下:反响温度T /K初始压力kPa p /0半衰期s t /2/1967 380 967 1520 1030 1440 1030212(1)求反响级数和两种温度下的速度常数. (2)求活化能E a 值.(3)若1030K 时N 2O(g)的肇端压力为54.00kPa,求压力达到64.00kPa 时所需时光.解:(1)因为则又因为(2)(3) 2N 2O(g)=2N2(g)+O 2(g) 5400─20. 实验在恒温恒容下进行,稀有据如表所示.(1)求表中方框内空白处的半衰期值.k 值(kPa -2·s -1).(3)盘算活化能.解:(1)实验1.2中,A 是大大过量的,可将速度方程简化为一级反响B B A M p k p kp dt dp 12≈=, 因一级反响的2/1t 与0B p 无关,所以实验2的2/1t 与实验1雷同,为19.2s.实验3.4中,B 是大大过量的,速度方程可简化为二级反响 二级反响的2/1t 为ak 21,)3()4()4()3(002/12/1A A p p t t =333.1666.2)4(8352/1=t ,2/1t ((2)12/110361.02.192ln 2ln -===s t k(3)比较实验1.5,肇端浓度雷同,92.1102.19)1()5(2/12/115===t t k k ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=511511lnT T R E k k a ,即 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2.111312.1093192.1ln R E aE a =330kJ ·mol -121. 已知对立反响,在不合温度下T /K1621min --⋅⋅dm mol k1311min ---⋅dm mol k600 ×105 645×105试盘算:(1)不合温度下反响的均衡常数值.(2)该反响的m r U ∆(设该值与温度无关)和600K 时的m r H ∆.解:(1))600()600()600(11K k K k K K -=应用下述公式 22. 某一气相反响,已知在298K 时,k 1-1,k 2=5×10-9Pa -1·s -1,当温度升至310K 时,k 1和k 2值均增长1倍,试求:(1)298K 时的均衡常数K p,(2)正.逆反响的实验活化能,(3)反响的mrH ∆kPa 时,问需时若干?解: (1)Pa k k K p 7921102.410521.0⨯=⨯==-(2) E a (正)=E a (逆)=122112)()(lnT T T T T k T k R -⨯×ln2×298310310298-⨯·mol -1(3)2ln RT H dTK d m r p∆=,因为ln =dTK d p,所以m r H ∆=0.(4)t=0θp 0 0t=tθp ─xxxkPax p p 99.151=+=θ总 , x=50.66kPa,221)(x k x p k dtdx--=θ)(1x p k -≈θ (21k k << ) ⎰⎰=-tx dtk xp dx10θ,tk xp p 1ln=-θθ,s kPap p s x p p k t 3.366.50ln 21.01ln 111=-=-=-θθθθ23. 当有碘消失作为催化剂时,氯苯(C 6H 5Cl )与氯在CS 2溶液中有如下的平行反响:设在温度和碘的浓度一准时, C 6H 5Cl 和Cl 2在溶液中的肇端浓度均为0.5 mol ·dm -3,30min 后有15%的C 6H 5Cl 转化为邻- C 6H 4Cl 2,有25%的C6H5Cl改变成对- C6H4Cl2,试盘算k1和k2.解:由平行反响××解得k13·mol-1·s-1 ,k23·mol-1·s-1 24. 乙醛的离解反响CH3CHO=CH4+CO是由下面几个步调构成的(1(2(3(4试用稳态近似法导出:证实:产品CH4的生成速度为反响的中央产品为生动的自由基,故按稳态法处理25. 气相反响H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)的反响过程为(1)(2(3)(4)(5)试证实反响的动力学方程式为证实①-③得②+③得以⑤代入②式移项得:以⑥代入④式得:⑦式分子.并令:26.由反响C 2H 6+H 2=2CH 4,其反响过程可能是设反响(1)为快速对立反响,对H 可作稳态近似处理,试证实②+① 因为 所以27. 光气热分化的总反响为,COCl 2=CO+Cl2该反响的过程为个中反响(2)为速决步,(1).(3)是快速对立反响,试证实反响的速度方程为证实:因为反响速度取决于最慢的一步,所以 由(1)式得所以28.蔗糖在酸催化的前提下,水解转化为果糖和葡萄糖,经实验测蔗糖(右旋) 果糖(右旋)葡萄糖(左旋)这种实验一般不剖析浓度,而是用旋光仪测定反响进程中溶液的旋光角.反响开端时,在t =8min 时,测得旋光,即蔗糖已水解完毕,因为葡萄糖的左旋大于果糖的右旋,所以最后溶液是左旋的.试求该水解反响的速度系数和半衰期.t时刻的浓度之比.因为旋光度与溶液的浓度成正比,是以可以应用旋光度之比来代替溶液的浓度比,即:,t时刻的旋光度.。
物理化学动习题及答案
化学动力学例题及答案1. 某基元反应2A+B=C+D ,若其反应速率表示式可以是:(1) d c (C)/d t = k 1 c 2(A) c (B)或 (2) -d c (A)/d t = k 2 c 2(A) c (B)或 (3) 加催化剂后 d c (C)/d t = k 3 c 2(A) c (B)则这些速率常数k 之间的关系是( )(A) k 1 = k 2 = k 3 (B) k 1 ≠ k 2 ≠ k 3(C) k 1 = k 2 ≠ k 3 (D) k 1 = k 3 ≠ k 22. 对于一个给定条件下的反应,随着反应的进行( )(A) 速率常数k 变小 (B) 平衡常数K 变大(C) 正反应速率降低 (D) 逆反应速率降低3. 反应A −→−2B + 1/2C ,如对A 来说,反应是一级反应,其速率方程表达式为___ r = kc (A) 。
如d c (B)/d t = 1.0 mol·dm -3·min -1, 则t c d )A (d -= 0.5 mol·dm -3·min -1; d c (C)/d t =_0.25 mol ·dm -3·min -1。
4.某化学反应的速率常数的单位是mol·dm -3·s -1时,则该化学反应的级数是( )(A) 3/2 (B) 1 (C) 1/2 (D) 05.实验测得反应CO(g) + NO 2(g) = CO 2(g) + NO(g) 在650 K 时的动力学数据为实验编号 c (CO) (mol·dm -3) c (NO 2)(mol·dm -3)d c (NO)/d t (mol·dm -3·s -1) 1 0.0250.040 2.2 ⨯ 10-4 2 0.0500.040 4.4 ⨯ 10-4 30.025 0.120 6.6 ⨯ 10-4 (1) 计算并写出反应的速率方程;(2) 求650 K 时的速率常数;(3) 当c (CO) = 0.10 mol·dm -3,c (NO 2) = 0.16 mol·dm -3时,求650 K 时的反应速率;(4) 若800 K 时的速率常数为23.0 dm 3·mol -1·s -1,求反应的活化能。
中南大学物理化学课后习题答案7章化学动力学
第7章化学动力学1.以氨的分解反应2NH3==== N2+3H2为例,导出反应进度的增加速率与,,之间的关系,并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关。
解:∴,,2.甲醇的合成反应如下:CO+2H2 ===== CH3OH已知,求,各为多少?(答案:2.44,4.88mol·dm-3·h-1)解:,3.下列复杂反应由所示若干简单反应组成,试根据质量作用定律写出以各物质为准的速率方程式。
(1) (2)(3) (4)解:(1) ,,(2)(3)(4)4.理想气体反应 2N 2O 5 → 4NO 2+O 2,在298.15 K 的速率常数k 是1.73×10-5s-1,速率方程为。
(1)计算在298.15K 、、12.0 dm 3的容器中,此反应的和即各为多少? (2)计算在(1)的反应条件下,1s 内被分解的N 2O 5分子数目。
(答案:(1)7.1×10-8,-1.14×10-7md·dm -3·s -1 (2)1.01×1018)解:(1)mol·dm -3mol·dm-3·s-1∴mol·dm-3·s-1(2)1.4×10-7×12.0×6.022×1023=1.01×1018个分子5.已知每克陨石中含238U 6.3×10-8g,He为20.77×10st1:chmetcnv UnitName="cm"SourceValue="6" HasSpace="False" Negative="True" NumberType="1" TCSC="0">-6cm3(标准状态下),238U的衰变为一级反应: 238U → 206Pb+84He 由实验测得238U的半衰期为=4.51×109 y,试求该陨石的年龄。
物理化学第十一章 化学动力学基础练习题
第十一章 化学动力学(1)练习题一、填空题1.某反应物的转化率分别达到 50%,75%,87.5% 所需时间分别为t 1/2,2t 1/2,3t 1/2,则反应对此物质的级数为 。
2.某二级反应,反应消耗1/3需时间10min ,若再消耗1/3还需时间为 分钟。
3.两个活化能不相同的反应,如果E 1<E 2,且都在相同的升温区内升温,则1ln d k dT2ln d k dT (填“>”或“<”或“=”) 4.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 。
5.(浙江大学考研试题)反应A →Y+Z 中,反应物A 的初始浓度为1 mol·dm -3,初始速率为0.01 mol·dm -3·s -1,假定该反应为二级反应,则其速率系数k A 为 ,半衰期 为 。
6.(西北工业大学考研试题)反应2A →3B ,则 之间的关系是 。
7.(西北工业大学考研试题)一级反应 以 对时间作图为一直线,速率系数等于直线的 。
8.(浙江大学考研试题)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 时的速率系数为3.3×10-2min -1,当丁二烯的转化率为80%时,反应时间为 。
9.某反应A+B Y+Z,加催化剂后正反应速率系数'1k 与不加催化剂时正反应速率系数1k 比值'41110k k =,则逆反应速率系数比值'11k k =____。
10.某复杂反应的表观速率常数k 与各基元反应速率常数之间的关系为11224()2k k k k =,则表观活化能a E 与各基元反应活化能之间的关系为____。
二、单选题: 1.反应3O 2 2O 3,其速率方程-d[O 2]/d t = k [O 3]2[O 2] 或 d[O 3]/d t = k '[O 3]2[O 2],那么k 与k '的关系是:(A) 2k = 3k ' ; (B) k = k ' ;(C) 3k = 2k ' ; (D) ½k = ⅓k ' 。
