动力学3-动力学练习1与答案

动力学练习1与答案-05级（化学、高分子）

一、选择题 1.

反应 A

k1B (I)；A

k2D (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

2 如果某反应的 △rHm= 100ｋJ·mol-1，那么活化能 Ea 将： ( ) (A) Ea≠ 100ｋJ·mol-1 (B) Ea≥ 100ｋJ·mol-1 (C) Ea≤ 100ｋJ·mol-1 (D) 都可以

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]2

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

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

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

(D) r = k cA

6. 400 K 时，某气相反应的速率常数kp= 10-3(kPa)-1·s-1，如速率常数用 kC表

示，则 kC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-1

7. 均相反应 A + B

k1C + D ， A + B

k2E + 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。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. 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

9. 若反应 A + B

k?k? 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- 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

10. 如果臭氧 (O3) 分解反应 2O3→ 3O2的反应机理是： O3→ O + O2 (1) O + O3→ 2O2 (2)

请你指出这个反应对 O3而言可能是： ( ) (A) 0 级反应 (B) 1 级反应 (C) 2 级反应 (D) 1.5 级反应

11. 气相反应 A + 2B ─→ 2C，A 和 B 的初始压力分别为 pA和 pB，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) pA- pB (B) p - 2pA (C) p - pB

(D) 2(p - pA) - pB

12. 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) ∞

13. 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%

14. 如果某反应的 △rHm= 100ｋJ·mol-1，那么活化能 Ea 将： ( ) (A) Ea≠ 100ｋJ·mol-1 (B) Ea≥ 100ｋJ·mol-1 (C) Ea≤ 100ｋJ·mol-1 (D) 都可以

15. 平行反应 A

k1B (1)； A

k2D (2)，其反应 （1） 和（2） 的指

前因子相同而活化能不同，E1为 120 kJ·mol-1，E2为 80 kJ·mol-1，则当在 1000 K 进行时，两个反应速率常数的比是： ( ) (A) k1/k2= 8.138×10-3 (B) k1/k2= 1.228×102 (C) k1/k2= 1.55×10-5 (D) k1/k2= 6.47×104

二、计算题 16.

有双分子反应 CO(g)＋NO2(g)─→CO2(g)＋NO(g), 已知在 540-727 K 之间，发生定 容反应, 其速率常数 k 的表示为：

kC/(mol-1·dm3·s-1)＝1.2×1010×exp(-132 kJ·mol-1/RT)

若在600 K时, CO(g)和NO2(g)的初始压力分别为667和933 Pa 试计算： (甲) 该反应在 600 K 时的 kp值 (乙) 反应进行 10 h 以后, NO的分压为若干?

17. 在 671 – 768 K 之间，C2H5Cl 气相分解反应 (C2H5Cl → C2H4+ HCl) 为一级反应，速率常数 k(s-1) 和温度 (T) 的关系式为：

lg(k/s-1) = -13290/(T/K) + 14.6

(1) 求 Ea和 A (2) 在 700 K 时，将 C2H5Cl 通入一反应器中 (C2H5Cl 的起始压力为

26664.5 Pa) ，反应开始后，反应器中压力增大，问需多少时间，反应器中 压力变为 46 662.8 Pa？

18. 298 K时，N2O5的不可逆分解反应在一般压力下为一级反应，其速率常数为0.0010 min-1，同温度下N2O4的可逆解离反应很快达到平衡，平衡常数为Kp=4500 Pa。若将N2O5在压力为20 000 Pa，298 K下密闭于真空容器中，试求200 min后，N2O5, O2, N2O4, NO2各自分压是多少？

19. 在 298.2 K 时, 下列反应可进行到底 N2O5＋NO─→3 NO2 。在N2O5的初始压力 为 133.32 Pa, NO 为13 332 Pa时, 用 lg p (N2O5) 对时间 t 作图，得一直线, 相应的 半衰期为 2.0 h, 当N2O5和 NO 的初压各为6666 Pa时, 得到如下实验数据： p(总)/Pa 13332 15332 16665 19998 t/h 0 1 2 ∞ (甲) 若反应的速率常数方程可表示为 r＝kpx (N2O5) py (NO), 从上面给出的数据求

x , y , k的值 。 (乙)如果N2O5和 NO 的初始压力分别为 13332 和 133.32 Pa, 求半衰期 t1 的值。

2

20. 在 363 K时, 环己烷中研究热分解反应。用分光光度计测得吸光度(A)与时间之关系为： t/min 0.00 3.00 12.00 15.00 A 1.924 1.649 0.964 0.813 用气相色谱法得到不同时刻之峰面积(S)为： t/min 0.00 3.00 10.00 15.00 S 2.520 2.098 1.345 1.014

求反应级数及 k值, 比较二种方法的结果。

21. 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} dm3·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 Ea为多少？ (3) 如果上述反应是通过下列历程进行

k2k3k1 A B B + AC CP k?1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。

22. d-樟脑-3-羧酸(A)可分解为樟脑(B)和CO2, 当用无水乙醇作溶剂时，可和溶剂反应，生 成樟脑羧酸乙酯(C)和H2O, 生成的CO2(g)用碱液吸收并计算其质量, A 的浓度用碱滴定求算。在 321.2 K 时，实验数据列于下表。如忽略逆反应, 求这两个反应的速率常数(反应体

积为0.2dm3)。 t/min 0 10 20 30 40 50 60 [A]/mol·dm-3 0.100 0.0813 0.0663 0.0534 0.0437 0.0294 0.0200 m(CO2)/g 0 0.0841 0.1545 0.2095 0.2482 0.3045 0.3556

23. 某天然矿含放射性元素铀(U),其蜕变反应为： U─→···

k(U)Ra

k(Ra)···─→Pb

设已达稳态放射蜕变平衡, 测得镭与铀的浓度比保持为 [Ra]/[U]＝3.47×10-7, 稳定产

物铅与铀的浓度比为[Pb]/[U]＝0.1792, 已知镭的半衰期为 1580 a (即年)。 (甲)求铀的半衰期 (乙) 估计此矿的地质年龄(计算时可作适当近似) 。

24. 化合物A反应，可以得到两个不同的产物B和D, A ─→ B A ─→ D (A) 一级反应速率常数分别是0.15 min-1和0.06 min-1 ，试求A的半衰期是 多少? (B) 如果A的初始浓度是0.1mol·dm-3, 试求在何时B的浓度等于0.05 mol·dm-3? B的最大浓度是多少?

25. 求气相反应2A──→ B中, 反应物A消失的一级速率常数。 假若压力不 变, 原始气体中含80% A, 3 min 后，反应混合物的体积减少20% 。

26. 应用下述浓差电池测定叔丁基氯在298 K时的水解速率常数（假定为一级反应）

(CH3)3CCl + H2O ? (CH3)3COH + H+ + Cl- Ag ? AgCl ? A ?? B ? AgCl ? Ag

反应开始前，在A，B两槽中加入95% H2O, 5%丙酮，两槽都含有0.144 mol·dm-3 NaClO4，A槽中叔丁基氯为0.001 mol·dm-3，反应开始后在B槽中每隔几秒加入少量0.0499 mol·dm-3 HCl，记录放置在二极间的电流计显示为零值的时间，得到如下数据： t/s 30 44 62 83 111 ? 加入B中HCl体积/dm3 0.90 1.10 1.30 1.40 1.50 1.51 求反应速率常数k 。

27. 多数烃类气相热分解反应的表观速率方程对反应物级数一般为0.5, 1.0和1.5等整数和半整数。这可以用自由基链反应机理来解释。设A为反应物，R1, R2,…, R6为产物分子，X1, X2为活性自由基。

链引发 A

k0R1 + X1 慢 (1) k1链持续 A + X1 X2链终止 2X1 X1 + X2 2X2

k2R2 + X2 (2) R3 + X1 (3) R4 (4)

k4k5R5 (5) R6 (6)

k6试分别假设链终止步骤为(4), (5), (6)三种情况下，按上述机理推求A的分解速率方程。

三、问答题

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