物理化学动力学1章节练习题

一、选择题

1．关于反应级数，说法正确的是： （ D ）

(A) 只有基元反应的级数是正整数； (B) 反应级数不会小于零 ； (C) 催化剂不会改变反应级数； (D) 反应级数都可以通过实验确定 。

2．关于反应速率r，表达不正确的是（ C ）

(A) 与体系的大小无关而与浓度大小有关； (B) 与各物质浓度标度选择有关； (C) 可为正值也可为负值； (D) 与反应方程式写法无关。

3．进行反应A + 2D→3G在298K及2dm3容器中进行，若某时刻反应进度随时间变化率为0.3 mol·s-1，则此时G的生成速率为(单位：mol·dm－3·s-1) ： （ C ） (A) 0.15 ； (B) 0.9 ； (C) 0.45 ； (D) 0.2 。

4．对自由基反应A + B－C→A－B + C，已知摩尔等压反应热为 -90kJ·mol-1，B－C的键能是210 kJ·mol-1，那么逆向反应的活化能为： （ B ） (A) 10.5 kJ·mol-1 ； (B) 100.5 kJ·mol-1 ； (C) 153kJ·mol-1 ； (D) 300 kJ·mol-1 。

5．某反应的活化能是33 kJ·mol-1，当T = 300 K时，温度增加1K，反应速率常数增加的百分数约为： （ A ）

(A) 4.5％ ； (B) 9.4％ ； (C) 11％ ； (D) 50％ 。

6．一个基元反应，正反应的活化能是逆反应活化能的2倍，反应时吸热 120 kJ·mol-1，则正反应的活化能是(kJ·mol-1)： （ B ） (A) 120 ； (B) 240 ； (C) 360 ； (D) 60 。

7 有如下简单反应: aA + bB → dD，已知a < b < d，则速率常数kA、kB、kD 的 关系为：( B )

A. kA/akB>kD D. kA/a>kB/b >kD/d

8．某反应，当反应物反应掉5/9 所需时间是它反应掉1/3 所需时间的2 倍，则该 反应是：( A )

A. 一级反应 B. 零级反应 C. 二级反应 D. 3/2 级反应

9．关于反应级数，说法正确的是：( D )

A. 只有基元反应的级数是正整数 B. 反应级数不会小于零 C. 催化剂不会改变反应级数 D. 反应级数都可以通过实验确定

10．已知二级反应半衰期t1/2 为1/(k2c0)，则反应掉1/4 所需时间t1/4 应为：( B ) A. 2/(k2c0) B. 1/(3k2c0) C. 3/(k2c0) D. 4/(k2c0)

11．某化合物与水相作用时，其起始浓度为1 mol/dm3，1 小时后为0.5 mol/dm3， 2 小时后为0.25 mol/dm3。则此反应级数为：( B ) A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

12．某二级反应，反应物消耗1/3 时间10 min，若再消耗1/3 还需时间为：( C ) A. 10 min B. 20 min C. 30 min D. 40 min

13．某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应之半衰期与反应物 最初浓度有何关系? ( B )

A. 无关 B. 成正比 C. 成反比 D. 平方成反比

14．某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应之半衰期与反应物最初浓

度有何关系? ( B )

(A) 无关 ； (B) 成正比 ； (C) 成反比 ； (D) 平方成反比 。

15．反应A + B → C + D的速率方程为r = k[A][B] ，则反应：( B )

(A) 是二分子反应 ； (B) 是二级反应但不一定是二分子反应 ；

(C) 不是二分子反应 ； (D) 是对A、B 各为一级的二分子反应 。

16．对自由基反应A + B－CA－B + C，已知摩尔等压反应热为 -90kJ·mol-1，B－C

的键能是210 kJ·mol-1，那么逆向反应的活化能为：( B )

(A) 10.5 kJ·mol-1 ； (B) 100.5 kJ·mol-1 ； (C) 153kJ·mol-1 ； (D) 300 kJ·mol-1 。

17．某反应的活化能是33 kJ·mol-1，当T = 300 K时，温度增加1K，反应速率常数增加

的百分数约为：( A )

(A) 4.5％ ； (B) 9.4％ ； (C) 11％ ； (D) 50％ 。

18．一个基元反应，正反应的活化能是逆反应活化能的2倍，反应时吸热 120 kJ·mol-1，

则正反应的活化能是(kJ·mol-1)：( B )

(A) 120 ； (B) 240 ； (C) 360 ； (D) 60 19. 某化合物与水相作用时，其起始浓度为1 mol·dm-3，1小时后为0.5 mol·dm-3，2小时

后为0.25 mol·dm-3。则此反应级数为：( B )

(A) 0 ； (B) 1 ； (C) 2 ； (D) 3 。 20．某反应速率常数k = 2.31 × 10-2mol-1·dm3·s-1，反应起始浓度为1.0 mol·dm-3，则其反应半衰期为：( A )

(A) 43.29 s ； (B) 15 s ； (C) 30 s ； (D) 21.65 s 。 21．某反应完成50％的时间是完成75％到完成87.5％所需时间的1/16，该反应是：( B )

(A) 二级反应 ； (B) 三级反应 ； (C) 0.5 级反应 ； (D) 0 级反应 。 22．某反应速率常数k为1.74 × 10-2mol-1·dm3·min-1，反应物起始浓度为1mol·dm-3时的半衰期t1/2与反应物起始浓度为2 mol·dm-3时的半衰期t1/2' 的关系为：( B )

(A) 2t1/2 = t1/2' ； (B) t1/2 = 2t1/2' ； (C) t1/2 = t1/2' ； (D) t1/2 = 4t1/2' 。 二、填空题

1、气相基元反应2A→B,在一恒定的容器中进行，P0为A的初始压力，Pt为时间t时反应的体系总压力，此反应的速率方程

______________

2、实验表明

变为

的速率方程

，k值需乘以________

，当浓度单位由

3、673K时某理想气体反应的速率方程的分压，若用浓度k=____________

。

表示反应速率方程即

，,则

为气体A

4、1/2级反应的速率常数单位是__________

5、某一烃在气相500℃和Po=1atm时，其热分解反应的半衰期为20s，当起始压力Po减少到0.1atm时，半衰期变为200s，其速率常数是____________

6、连串反应

,其中

，假设反应开始时只有反应物A，

且浓度为1mol/l，则B的浓度为最大的时间为_______________

7 平行反应的总速率是所有平行发生的反应速率的___________。其决速步是平行反应中反应速率最_________ (填快,慢)的一个。

8 O3分解反应为 2O3→3O2 ，在一定温度下, 2.0 dm3容器中反应。实验测出O3每秒消耗1.50×10-2 mol, 则反应速率为________mol·dm-3·s-1氧的生成速率为_________ mol·dm-3·s-1, dx /dt为_________mol·dm-3·s-1。 9

在300 K时, 鲜牛奶5 h后即变酸, 但在275 K的冰箱里，可保存50 h, 牛奶变酸反应的活化能是________________。 10

某反应物的转化率分别达到 50%，75%，87.5% 所需时间分别为 t ，2t ，3t ，则反应对此物质的级数为 _______ 。

答案： 1 2 106 3 4 5

202

6 7 8 9

6.93min 加和，快

0.75×10-2, 2.25×10-2, 1.50×10-2. 63.1 kJ·mol-1

10 一级

三、判断题

1、化学反应速率的单位随反应级数而异。（ ） 2、化学反应速率常数的单位随反应级数而异。（ ）

3、一般情况下基元反应的反应分子数与反应级数是一致的。（ ） 4、任何级数的反应，其速率常数k的数值与浓度单位选择有关。（ ） 5、双分子反应一定是二级反应。（ ）

6、对于一个反应来说，其半衰期恒为常数。（ ）

7 反应速率可以为正值也可以为负值 （ ）

8 反应速率与反应方程式的书写无关 （ ）

9 基元反应的基数都为正 （ ）

10 催化剂不会改变反应级数 （ ）

答案： 错，对，对，错，对，错，对，错，错，错

四、计算题

1 .在294.2K时，一级反应A－→C，直接进行时A的半衰期为1000分钟，温度升高 45.76 K，则反应开始0.1分钟后，A的浓度降到初始浓度的1/1024；若改变反应条 ??B???C，巳知两步活化能E1 = 105.52 kJ·mol，件，使反应分两步进行：A?

－1

k1k2E2 = 167.36 kJ·mol－1，问500K时，该反应是直接进行，还是分步进行速率快(假定

频率因子不变)？两者比值是多少？

－4－1

解： 直接进行： T1 = 294.2 K k1 = 0.693/1000 = 6.93 × 10 min 1?a?1k2??ln????ln1024?69.3min?1t?c?0.1T2 = 294.2 + 45.76 = 339.96 K

?k2?RT1T2?209.2?103-1?Ea??ln?，k?Aexp()???209.2kJ?molT2?T1kRT?1?

两步进行： ∵ E1 < E2 ∴ 反应由第二步决定

??167.36?103??E2??k'?A'exp???A'exp???RTRT????，假定 A 与 A'相等， k'/k = exp(－167.36 × 103/RT)/exp(－209.2 × 103/RT) = exp(10) = 2.2 × 104

所以，分两步进行的速率快，快 2.2 × 104 倍.

2．400℃时，反应NO2(g) －→NO(g) + ?O2(g) 是二级反应，产物对反应速率无影响， NO2(g) 的消失表示反应速率的速率常数k(dm·mol·s) 与温度 (T/K) 的关系 式为：lgk = -25600/4.575T + 8.8。

(1) 若在400℃ 时，将压强为26664Pa的NO2(g) 通入反应器中，使之发生上述 反应，试求反应器中压强达到31997Pa时所需要的时间？ (2) 求此反应的活化能与指前因子。 解： (1) T = 400 + 273 = 673K，

lgk =－25600/(4.575 × 673) + 8.8 = 0.487， k = 3.07 dm3·mol1·s1

NO2(g) ─→ NO(g) + ?O2(g)

t = 0 26664 0 0

－

－

3

－1

－1

t = t 26664－px px ?px

p = 26664－px + px + ?px = 26664 + ?px = 31997，px = 10666 Pa

－－－

c0 = p0V/RT = 26664 × 103/(8.314 × 673) = 4.765 × 103 mol·dm3 (设 V = 1 dm3) c = (26664－px) × 103/RT = 15998 × 1/(8.314 × 675) = 2.859 × 103 mol·dm3 ctc0?c1dc?kdt，?k2t2c0c20c0c －3

t =k2(c0－c)/c0c =3.07×(4.765－2.859)×10/(4.765×2.859×10－6)=45.6 s (2) lg k = lgA－Ea/2.303RT 与 lg k = 8.8－25600/4.575T 比较 lgA = 8.8

－－

∴ A = 6.33 × 108 mol1·dm3·s1 Ea/2.303RT = 25600/4.575T

－

Ea = 25600 × 2.303 × 8.314/4.575 = 107.2 × 103 J·mol1

－

－

－

??

3．设乙醛热分解CH3CHO－→CH4 + CO 是按下列历程进行的：

??CH3· + CHO； CH3CHO?k2k3k1

??CH4 + CH3CO·(放热反应) CH3· + CH3CHO???CH3· + CO ； CH3CO·???C2H6 。 CH3· + CH3·?(1) 用稳态近似法求出该反应的速率方程：d[CH4]/dt = ？

－1－1

(2) 巳知键焓εC-C = 355.64 kJ·mol，εC-H = 422.58 kJ·mol，求该反应的表观活化能。

解：(1) r = d[CH4]/dt = k2[CH3·][CH3CHO] (1)

d[CH3·]/dt = k1[CH3HO]－k2[CH3·][CH3CHO] + k3[CH3CO·]－k4[CH3·]2 = 0 (2) d[CH3CO·]/dt = k2[CH3·][CH3CHO]－k3[CH3CO·] = 0 (3) (2)式 + (3)式： k1[CH3CHO] = k4[CH3·]2

k4[CH3·] = (k1/k4)1/2[CH3CHO]1/2 代入(1)式

r = k2(k1/k4)1/2[CH3CHO]3/2 = ka[CH3CHO]3/2 其中 ka = k2(k1/k4)1/2

(2) Ea = E2 + ? (E1－E4)

－－

E1 = εC－C = 355.64 kJ·mol1 ，E2 = 0.05 × εC－H = 0.05 × 422.58 = 21.13 kJ·mol1 ，E4 = 0 Ea = 21.13 + 1/2 (355.64－0) = 198.95 kJ·mol1

－

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