化学动力学A练习题

一、选择题 ( 共10题 20分 )

1. 某反应物起始浓度相等的二级反应，k = 0.1 dm3·mol-1·s-1，c0= 0.1 mol·dm-3，当反应率降低 9 倍所需时间为： ( )

(A) 200 s (B) 100 s (C) 30 s (D) 3.3 s 2. 两个活化能不相同的反应，如 E2> E1，且都在相同的升温度区间内升温， 则： ( )

dlnk2dlnk1? dTdTdlnk2dlnk1? (B) dTdTdlnk2dlnk1? （C） dTdTdk2dk1?(D) dTdT(A)

3. 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 4. 某一同位素的半衰期为 12 h，则 48 h 后，它的浓度为起始浓度的： ( ) (A) 1/16 (B) 1/8 (C) 1/4 (D) 1/2 5. 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 a 6. 某具有简单级数的反应，k = 0.1 dm3·mol-1·s-1，起始浓度为 0.1 mol·dm-3，

当反应速率降至起始速率 1/4 时，所需时间为： ( ) (A) 0.1 s (B) 333 s (C) 30 s (D) 100 s 7. 某反应在指定温度下，速率常数k为 4.62×10-2 min-1，反应物初始浓度为 0.1 mol·dm-3 ，该反应的半衰期应是： ( ) (A) 150 min (B) 15 min (C) 30 min (D) 条件不够，不能求算

1

8. 假如具有下列半衰期的等物质的量的放射性元素中, 哪一种对生态是瞬时 最危险的?

(A) 4.5×109 a (B) 65 a (C) 1 min (D) 12 d 9. 在反应 A

k1B

k2C，A

k3D 中，活化能 E1> E2> E3，C 是所需

要的产物，从动力学角度考虑，为了提高 C 的产量，选择反应温度时，应选择： ( ) (A) 较高反应温度 (B) 较低反应温度 (C) 适中反应温度 (D) 任意反应温度

k?????*. 若反应 A + B ???? C +D 正逆向均为二级反应， 则平衡常数 K 与正逆向速率常数k?k+ , k- 间的关系为： ( )

(A) K > k+/ k- (B) K < k+/ k- (C) K = k+/ k- (D) K 与 k+/ k- 关系不定 二、填空题 ( 共10题 20分 )

11.N2O5热分解反应速率常数在288 K时，为9.67×10-6 s-1, Ea＝100.7 kJ·mol-1,

338 K时，速率常数为____________________。 12. 反应F+D2?DF+D，由交叉分子束实验绘制了通量-速度-角度分布图，产物分子处于振动激发，且DF在F原子的后向出现，且在“赤道”附近通量很大，说明____________能更有利于促进反应，F原子是与D2迎头碰撞，因此过渡态的优势构型为___________________。

13. 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。 14. 反应H2O2+2H++2Br -?2H2O+Br2，随离子强度的增加，反应速率___________，若要改变反应速率25%，则离子强度应为_____________________________。

15. 在恒温下，加入催化剂能加快反应速率的原因是由于 。

而升高温度能增加反应速率的原因是由于 。

16.碰撞理论中，速率常数k以m3·s-1为量纲换算为以mol-1·m3·s-1为量纲时，应乘以因子___________。 17. 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 ________ 。 18. 2H2O2(aq) ?2H2０(l)＋O2(g)被I-催化，已知Ea(cat)＝56.5 kJ·mol-1， Ea(uncat)=75.3 kJ·mol-1， 则k(I-)／k(uncat)＝_____________。(T=298 K)

19. 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______________________________________。

20. 从分子反应动力学的观点看，发生反应性碰撞有两个因素，一是碰撞方位，一是相对平动能ER，对于反应F+CH3D?CH3+FD，若EC=5.0 kJ·mol-1，ER=

3RT，反应截面的计算公式为?R=P?d2(1－EC /ER)，该2反应的空间因子P=______，?R=_______。 三、计算题 ( 共 5题 30分 )

21基元化学反应CO+O2?CO2+O ，在2400 K～3000 K间，Ea=424 kJ·mol-1，且2700 K时，A=3.5×109 mol-1·dm3·s-1 。

2

（1） 求该反应的（指明标准态）?Sm ，?Hm ，?Gm ；

$$$（2） 当以p$=100 kPa为标准态压力，且当作理想气体处理，求??Hm ，??Sm ，??Gm。

???22. 反应 A ? P 是

1级反应，试写出其速率方程积分式及t1表达式。

2223. 当两个质点相距时化学反应能量的净变化为：

E=I－Eea－e2/(4?? 0R)

I为电离能，Eea为电子亲合能。反应 K+Br2?K++Br2?

已知：I=420 kJ·mol-1，Eea=250 kJ·mol-1，且d=R(K)+R(Br2)=400 pm，(4?? 0)-1=8.988×109 N·m2·C-2, e= 1.60×10-19 C, 请计算概率因子P。

24. 某物质气相分解反应为平行一级反应：

A A

k1k2R S

298 K时，测得k1/k2=24，请估算573 K时k1/k2的数值。

25. 在碱性溶液中溴酚蓝的褪色是因为OH-与染料的醌式(蓝色)发生二级反应转变为无色的醇式。298.2 K下，测得一系列p(压力)与k的数据，如下： p/kPa 5.51×104 11.02×104 k/10-4M-1·s-1 13.1 17.9

≠

请求该反应之?Vm。

四、问答题 ( 共 5题 30分 ) 26. 乙醛的光解机理拟定如下：

(1) CH3CHO + h? ? CH3+ CHO (I0) (2) CH3+ CH3CHO ? CH4+ CH3CO (k2) (3) CH3CO ? CO + CH3 (k3) (4) CH3+ CH3 ? C2H6 (k4)

试推导出CO的生成速率表达式和CO的量子产率表达式。

27. 在自催化反应中，反应产物之一对正反应有促进作用，因而反应速率增长极快， 今有一简单反应 A → B，其速率方程为 -d[A]/dt = k[A][B]，始浓度为 [A]0[B]0， 解上述方程以求在反应某时刻 t 时的产物 B 的浓度。 28. 反应物 A 的光二聚反应历程为 A + h?

k1A*， A*

k3A + h? f， A*+ A

k2A2

推导 ?(A2) 及 ?f (荧光量子效率)的表达式。 29. 2SO2+O22SO3, 其催化反应历程可写为：

1???? 2NO+O2????2NO2 k?1k2????NO+SO3 NO2+SO2????k?2k为获得总反应方程式, 第二步必须进行2次, 称为该元反应的化学计算数S2=2,

请从上述具体反应，证明经验平衡常数Kc与各元反应速率常数间关系为：

3

?ki?? KC=??k?i?1?1?SSi S为反应步骤数

30.对于取代反应的优势途径，传统上是按照其放能性大小判断。根据态-态反应的实验，提出：一个自由基

（或原子）与分子之间的取代反应，总是优先进攻分子中电负性较低的那个原子，今有下列反应：

请回答何种途径占优势？你对反应的择向性可提出何种见解。 一、选择题 ( 共10题 20分 )

1. A，B 构成 1-1 级对峙反应，用 H+ 催化可构成 2-2 级对峙反应，

k3k1++???????B A+H A????????B+H kk4则 k1， k2， k3， k4的关系为： ( )

(A) k1= k3， k2= k4 (B) k1. k3= k2. k4 (C) k1+ k3= k2+ k4 (D) k4. k1= k2. k3

2. 基元反应 A + B - C → A - B + C 的摩尔反应焓 ?rHm< 0， B - C 键的键能

为 ? BC，A 为自由基，则反应活化能等于： ( B )

(A) 0.30 ? BC (B) 0.05 ? BC (C) 0.05 ? BC + ?Hm (D) 0.05 ? BC - ?Hm 3. 反应 A →产物 为一级反应，2B → 产物 为二级反应，t1(A) 和 t1(B) 分别

22表示两反应的半衰期，设 A 和 B 的初始浓度相等，当两反应分别进行的时间为 t = 2t1(A) 和 t = 2t1(B) 时，A，B 物质的浓度 cA，cB的大小关系为： ( C )

22 (A) cA> cB (B) cA= cB (C) cA< cB

(D) 两者无一定关系 4. 某反应的反应物消耗一半的时间正好是反应物消耗 1/4 的时间的 2 倍，则该反 应的级数是： ( B ) (A) 0.5 级反应 (B) 0 级反应 (C) 1 级反应 (D) 2 级反应 5. 下表列出反应 A + B → C 的初始浓度和初速：

初 始 浓 度 /mol·dm-3 初 速 cA,0 cB,0 /mol·dm-3·s-1 1.0 1.0 0.15 2.0 1.0 0.30 3.0 1.0 0.45 1.0 2.0 0.15 1.0 3.0 0.15

4

此反应的速率方程为： ( D ) (A) r = k cB (B) r = k cAcB (C) r = k cA(cB)2

(D) r = k cA

6. 实验测得反应 3H2+ N2→ 2NH3 的数据如下：

实验 pH/kPa pN/kPa (-dp总/dt) / (Pa·h-1)

22 1 13.3 0.133 1.33 2 26.6 0.133 5.32 3 53.2 0.0665 10.64

由此可推知该反应的速率方程 dp(NH3)/2dt 等于： ( ) (A) kp3H2 pN2 (B) kp2H2pN2 (C) kpH2 pN2 (D) kpH2 p2N2

7. 化学反应速率常数的 Arrhenius 关系式能成立的范围是： ( D ) (A) 对任何反应在任何温度范围内 (B) 对某些反应在任何温度范围内 (C) 对任何反应在一定温度范围内 (D) 对某些反应在一定温度范围内 8. 当一反应物的初始浓度为 0.04 mol·dm-3时，反应的半衰期为 360 s，初始浓度 为 0.024 mol·dm-3时，半衰期为 600 s，此反应为： ( C ) (A) 0 级反应 (B) 1.5 级反应 (C) 2 级反应 (D) 1 级反应 9. 连串反应 A

k1B

k2C 其中 k1= 0.1 min-1， k2= 0.2 min-1，假定反应开

始时只有 A，且浓度为 1 mol·dm-3 ，则 B 浓度达最大的时间为： ( )

(A) 0.3 min (B) 5.0 min (C) 6.93 min (D) ∞

*. 二级反应的速率常数的单位是： ( D ) (A) s-1 (B) dm6·mol-2·s-1 (C) s-1·mol-1 (D) dm3·s-1·mol-1 二、填空题 ( 共10题 20分 )

11. 某反应，其速率常数 k (在313 K—473 K范围内)与温度T关系如下：

k／s-1＝1.58×1015 exp(-128.9 kJ·mol-1／RT), 则该反应的级数为____1______,

5

(B) cs< c (C) cs= c (D) cs= 0

8. 某气体 A2在表面均匀的催化剂上发生解离反应, 其机理为： A2(g) ＋ 2K2 A K ─→ C ＋ D ＋2 K

第一步是快平衡, 第二步是速控步, 则该反应的速率方程式为： ( ) (A) r＝ k pA2 (B) r＝(k2aA2pA2)/(1+aA2pA2) (C) r＝(k2aA2 (D) r＝kaA21/2

pA21/2

)/(1+aA21/2

pA21/2

)

1/2

pA21/2

9. 在相同温度下，同一液体被分散成具有不同曲率半径的物系时，将具有不同饱和蒸气压。以p平、p凹、p凸分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸气压，则三者之间的关系是：

(A) p平 > p凹 > p凸 (B) p凹 > p平 > p (C) p凸 > p平 > p凹 (D) p凸 > p凹 > p平 *. 对临界胶束浓度( C M C )说法不正确的是：

(A) 是一个浓度范围

(B) 在 C M C 前后溶液的表面张力变化显著

(C) 在 C M C 前后渗透压,电导等变化显著 (D) C M C 是一个特定的浓度 二、填空题 ( 共10题 20分 )

11. 对于 Au溶胶而言, 当以NaAuO2作为稳定剂时, 其胶团结构是：

。 12. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状态相 比，以下性质保持不变的有： ( ) (A) 表面能 (B) 表面张力 (C) 比表面 (D) 液面下的附加压力

13. 加聚反应的机理可以是_____________反应机理，也可以是通过_____________聚合、___________聚合或_____________聚合而得到均聚物。

14. 在 298 K时，正丁醇水溶液表面张力对正丁醇浓度作图，其斜率为 -0.103 N·m-1·mol-1·kg，正丁醇在浓度为 0.1 mol·kg-1 时的表面超额 ? 为： 。

15. 超离心沉降分为两种方法： (1) 沉降平衡法，它是_______________ 平衡 (2) 沉降速度法，它是________________平衡

11

16. 700℃时，液态铝合金表面张力为?=0.857 N·m-1，密度为2350 kg·m-3，现将一直径为1.0×10-3 m的毛细管插入其中（假定铝合金完全润湿毛细管壁），则铝合金在毛细管内上升高度为__________________。

17. 苯乙烯的聚合反应被K2S2O8所引发, 自由基R·按下列公式产生引发 K2S2O8 ────→ 2 R· 假定ki =0.080 h-1, 引发剂的起始浓度为0.010 mol·dm-3, 则引发速率d [R·]/ d t =_________________ mol·dm-3·s-1 18. 表面活性剂的结构特征是 。

19. 用化学凝聚法制成Fe(OH)3胶体的反应如下： FeCl3 +3H2O =Fe(OH)3(溶胶) +3HCl

溶液中一部分Fe(OH)3有如下反应: Fe(OH)3 +HCl =FeOCl +2H2O FeOCl =FeO+ +Cl- 则Fe(OH)3溶胶的胶团结构为_______________________________。 20. 液体在固体表面的润湿程度以__________衡量，当_________时称为不润湿。 三、计算题 ( 共 5题 30分 )

21. 水与玻璃界面的?电势约为50 mV，计算当电容器两端的电势梯度为40 V·cm-1时每小时流过直径为1.0 mm的玻璃毛细管的水量。设水的粘度为1.0×10-3 kg·m-1·s-1，介电常数为8.89×10-9 C·V-1·m-1。试写出介电常数的量纲。

22. 已知 0.2% 的金溶胶??= 0.010 Pa·s。在一秒钟里由于布朗运动，粒子沿 x 轴 方向的平均位移是 1.833×10-3 cm。金的密度为 19.3 g·cm-3。试计算此溶胶在 25℃ 时的渗透压。

23. 在 p和不同温度下，测得表面张力如下表所示：

T / K 293 295 298 301 303

-10.07275 0.07244 0.07197 0.07150 0.07118 ? /N·m

(1) 计算在 298 K 时的表面焓 (2) 把表面覆盖着均匀薄水层的固体粉末放入同温度的水中，热就会释放出来，若有 10 g 这样的粉末，其比表面为 200 m2·g-1，当将其放入水中时有多少热量会 放出来 ? 24. 把含Fe(OH)3 1.5 kg·m-3的溶胶先稀释10000倍, 再放在超显微镜下观察, 在直径和

深度各为0.04 mm的视野内，数得粒子的平均数目为4.1个。设粒子为球形, 其密度为 5.2×103 kg·m-3, 试求粒子的直径。

25. 25℃时，将一直径为1×10-4 m的玻璃毛细管插入CHCl3(l)中，液面上升了7.4 cm。已知CHCl3在25℃时的密度? =1480 kg·m-3，求CHCl3的表面张力。 四、问答题 ( 共 5题 30分 )

26. 推导沉降速度法测定摩尔质量的基本公式 RTS M = ───── D(1-??0) 27. 破乳常用的方法有哪几种？

28. ① 导出液体在固体表面上铺展系数公式 ② 20℃时, 某一有机液体及水的表面张力分别为 25.0 mN·m-1和72.8 mN·m-1, 两 者间界面张力为 30.0 mN·m-1, 试问这个液体在水面上能否铺展?

29. 试证明：对多分散体系用渗透压测得的摩尔质量是数均摩尔质量。 30. 试证明: [ ?( F + pV ) / ?A ]T, p = ?

12

?

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