第九章化学动力学基本原理

第九章 化学动力学基本原理

一、填空题

1、设物质A可发生两个平行的一级反应：

??B?C （b）A????D?E （a）A??式中，B和C是需要的产品，D和E为副产物。设两反应的频率因子相等且与温度无关，Ea>Eb，则反应(a)和反应(b)相比,速率较大的反应是 ，升高温度对 更有利。 2、硝酸异丙烷在水溶液中被碱中和，其反应速率常数可表示为lgk=11.899-3163/T，该反

应的表观活化能为 。

3、今将某物质A放入一反应器内，反应了3600s，消耗掉75%，设反应分别为一级，二级，

零级反应。则反应进行了7200s时，对于各级反应，A物质的剩余量分别为 、 和 。

4、某化合物的分解反应是一级反应，设反应的活化能E=14.43×104J·mol，已知557K时

该反应的速率常数k=3.3×10-2s，现要控制反应在10min内转化率达到90%，则应控制该反应的温度为 。

5、比较两相同类型的反应I和II，发现活化能EI>EII，速率常数kI>kII，其原因在于 。 6、在T，V恒定时，反应A(g)+B(g)→D(g) t=0时，PA,0=800kPa，t1=30s时，PA,1=400kPa，

t2=60s时PA,2=200kPa，t3=90s时，PA,3=100kPa时此反应的半衰期t1/2= ，反应级数n= ，反应的速率常数k= 。. 7、阿累尼乌斯活化能是 。.

8、气相有效分子碰撞理论的基本观点是 。.

9、根据活化络合物理论，液相分子重排反应的活化能Ea和活化焓△rHm之间的关系是 。. 10、由经验规则“温度每增加10K，反应速率增加二倍”可知，在T1=298K时和T2=308K时

符合这规律的活化能值Ea= 。

11、恒容化学反应aA+bB→gG+hH的各物质的速率常数分别为kA，kB，kG，kH，它们之间的关

系是 。

12、某放射性元素的半衰期5d，则15d后所剩下的同位素为原来的 。

13、某反应物反应掉8/9时所需要的时间是反应掉2/3时所需要时间的二倍，则该反应为 级反应。

-1

-1

ka,Eakb,Eb1

二、单选题

1、在恒容条件下,aA?bB?eE?fF的反应速率可用任何一种反应物或生成物的浓度变化来表示, 则它们之间的关系为 ( ) A.?a??dcA??dc??dc??dc????b?B??e?E??f?F? ?dt??dt??dt??dt??f?dcF????a?dt?? ? B.

dcAb?dcB?e?dcE?????dta?dt?a?dt C.?fdcAf?dc?f?dc?dc???B???E??F

adtb?dt?e?dt?dt1?dcF?f?dt1?dcE?????e??dt?1?dcA?1?dcB???????? ?a?dt?b?dt?-2

-1

-3

D.?2、某反应的的速率常数k=4.62×10min，又初始浓度为0.1mol·dm，则该反应的半衰

期为t1/2（ ）

A.1/（6.93×10×0.1） B.15 C.30 D.1(4.62×10×0.1) 3、放射性Pb的半衰期为8小时，1克放射性Pb24小时后还剩下（ ）

A.1/2克 B.1/3克 C.1/4克 D.1/8克 4、对于一个化学反应来说，下列说法中正确的是（ ）

A.△S越负，反应速率越快 B.△H越负，反应速率越快 C.活化能越大，反应速率越快 D.活化能越小，反应速率越快

5、某物质的反应级数为负值时，该反应速率是随物质浓度（ ）

A.升高而增大 B.升高而减少 C.升高而不变 D.降低而减少

6、两个H·与M粒子同时相碰撞，发生下列反应:H·+H·+M=H2(g)+M，此反应的活化能Ea

是( )

A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.不能确定 7、基元反应的分子数是个微观的概念，其值为 ( )

A.0,1,2,3 B.只能是1,2,3 C.也可能是小于1的数 D.可正,可负,可为零 8、在25℃的水溶液中，分别发生下列反应:

≠≠

201

201

-2

2

2

2

（1）A→C+D，为一级反应, 半衰期为t1/2,A （2）B→L+M，为一级反应, 半衰期为t1/2,B

已知A和B的起始浓度之比cA,0/cB,0=2，反应系统中无其它反应发生。当反应（1）进行的时间t1=2t1/2,A, 当反应（2）进行的时间t2=2t1/2,B时, A, B物质的浓度cA和cB之间的关系为 ( )

A.cA= cB B.cA= 2 cB C.4 cA=3cB D.cA=1.5 cB 9、在描述一级反应的下列说法中，不正确的是（ ）

A.㏑c对时间t作图得一直线 B.半衰期与反应物起始浓度成反比

C.同一反应消耗反应物的百分数相同时，所需时间相等 D.速率常数的单位为（时间）-1

10、给出反应式A+B?2P，则正确的叙述是（ ）。

A.此反应为二级反应； B.此反应为双分子反应； C.此反应为基元反应；

D.此反应各物质间的计量关系已定。

11、某反应的ΔH=100kJ·mol，则其活化能（ ）

A.必小于100kJ·mol B.必大于100kJ·mol C.可大于或小于100kJ·mol D.只能小于100kJ·mol

12、气体反应碰撞理论的要点是（ ）

A.全体分子可看作是刚球，一经碰撞便起反应 B.在一定方向上发生了碰撞，才能引起反应 C.分子迎面碰撞，便能引起反应

D.一对反应分子具有足够能量的碰撞，才能引起反应 13、化学反应的过渡状态理论认为（ ）

A.反应速率决定于活化络合物的生成速率 B.反应速率决定于络合物分解为产物的分解速率

-1

-1

-1-1

-1

3

C.用热力学方法可以记算出速率常数 D.活化络合物和产物间可建立平衡

14、如果有个基元反应D+2Z=2Y，假如将它的反应速率方程写成d[Y]/dt=k[D][Z]2；

-d[D]/dt=k＇[D][Z]2，那么k与k＇之间的关系应该是 ( ) A.-k=k＇ B.2k=k＇ C.k=2k＇ D.k=k＇ 15、在下面反应速率的表达式中，错误的是 ( ) A.I·+I·+M=I2+M -1/2d[I·]/dt=d[I2]/dt B.H2+I2=2HI -d[H2]/dt=-d[I2]/dt=1/2d[HI]/dt C.CH3·+CH3·=2C2H6 -1/2d[CH3·]/dt=d[C2H6]/dt D.2NO2=2NO+O2 d[O2]dt=-1/2d[NO2]/dt

16、某复杂反应的机理为 。下述正确的是 ( ) A.dcA/dt=k2cAcC+ k1cA2-2k-1cB B.dcA/dt=2k-1cB-k1cA2 C.dcA/dt=2k-1cB-2k1cA2-k2cAcC D.dcA/dt =1/2k-1cB-1/2k1cA2 17、已知反应 A→2B 的速率方程为r=kcA，则该反应的半衰期t1/2为( ) A.2ln2/k B.ln2/2k C.4ln2/k D.ln2/k

18、某一反应，当唯一的反应物原始浓度降至2/3时，速率常数k与时间t的关系为k=2/(tC0)，这个反应为( )

A.三级 B.零级 C.一级 D.二级

19、如果某个反应的速率常数k的量纲为[浓度][时间]-1则该反应是 ( ) A.一级反应 B.零级反应 C.三级反应 D.二级反应 20、某反应的速率常数为3.93×10-2s-1，那这个反应的t1/2为 ( ) A.30.0 s B.17.6 s C.8.0 s D.14.5 s 21、在碰撞理论中，有效碰撞分数q为 ( )

A.q=exp(-Ea/RT) B.q=exp(-Ec/RT) C.q=exp(-εc/RT) D.q=Pexp(-Ea/RT)

22、人类脑电波的发射速率也服从阿累尼乌斯方程，能量(相当于活化能)为50.208kJ·mol，

当人体温度由37℃升至39℃，发射速率增加了 ( )

A.0.33倍 B.0.13倍 C.1.13倍 D.1.33倍

23、如有一反应活化能是100kJ·mol，当反应温度由313K升至353K，此反应速率常数约

是原来的 ( )

4

-1

-1

A.77.8倍 B.4.5倍 C.2倍 D.22617倍

24、按碰撞理论，气相双分子反应的温度升高能使反应速率增加的主要原因是 ( ) A.碰撞频率增大 B.活化分子数增加

C.碰撞数增加 D.活化能降低 25、以下符合阿累尼乌斯类型的

温度与反应速度r关系图为 ( )

26、对于一个化学反应, ( )反应速度越快

A.活化能越小 B.ΔG越负 C.ΔH越负 D.活化能越大

27、有两个反应，其速率方程均满足r=kc n，已知k1>k2，且c1=c2=2mol·dm-3时，r1

两个反应的级数 ( )

A.n1>n2 B.n1=n2 C.n1

三、多选题

1、反应速率可用其中任何一种物质的浓度随时间的变化率表示，对恒容反应aA+bB→cC+dD，

它们的关系是 （ ）

A.-a(dcA/dt)=-b(dcB/dt)=e(dcE/dt)=f(dcF/dt) B.-1/f(dfF/dt)=-1/e(dcE/dt)=1/a(dcA/dt)=1/b(dcB/dt) C.-f/a(dcA/dt)=-f/b(dcB/dt)=f/e(dcE/dt)=dcF/dt D.dcA/dt=b/a(dcB/dt)=e/a(dcE/dt)=f/a(dcF/dt)

2、气相单分子反应D((g)=M(g)+G(g)，其动力学方程 ( ) A.有可能是：kt=1/2[1/(c0-x)-1/c0] B.一定是 kt=ln(c/c0) C.有可能是 kt=ln(c0/c) D.有可能是 c=c0e E.可能是1/c=kt+1/c0 3、化学反应的半衰期 ( )

A.与计量方程式写法有关 B.与反应级数有关

5

-kt

θ

θ

C.与温度有关 D.与反应物初始浓度有关 E.与反应进度有关

4、对于反应历程，下述关系正确的是 ( )

A.-dcA/dt=2k1cA-k-1cB B.dcB/dt=k1cA-k-1cB C.-dcB/dt=k1cA-k-1cB D.dcB/dt=1/2k1c A-1/2k-1cB E.dcP/dt=k2cBcC

5、以下关于一级反应特点正确的表述有 ( ) A.速率常数与反应物浓度无关 B.速率常数单位为mol·dm·s

C.用反应物浓度的对数lnc对反应时间t作图，所得直线的斜率等于速率常数k D.反应的半衰期与反应物浓度的一次方成正比

E.无论反应物初始浓度多大，在相等时间内反应物消耗的百分数相同

6、对于反应 ，已知三个反应活化能间的关系为E1>E2>E3，为提

高产物百分数，可以 ( )

A.增加原料A B.及时移走D C.升温 D.降温 E.用催化剂 7、下述不属于二级反应动力学特征的是 ( ) A.反应速率与反应物浓度成正比

B.反应到一定转化率时所需时间与c0无关 C.1/c对t作图为直线

D.速率常数的单位为dm·mol·s E.半衰期与c0成反比

8、反应A→B的速率常数k为5.0×10dm·mol·s，cA,0=0.4mol·dm，则 ( ) A.t3/4=1.5×10s B.t3/4=2.78×10

C.t3/4=6.0×10s D.1/cA,0对时间t作图为一直线 E.lncA对t作图为一直线

9、为了增加反应物分子的有效碰撞分数，可以 ( ) A.升温 B.降温 C.加压 D.增加反应物浓度 E.使用催化剂

6

34

4

-3

3

-1

-1

-3

3

-1

-1

-3

-1

2

2

10、关于温度对反应速率的影响，正确的是 ( ) A.升高温度，反应速率必增大 B.一般反应升高温度，k值增大 C.放热反应，降低温度，反应速率增加 D.对某些基元反应，温度不影响反应速率 E.在较高温度时，lnk对1/T作图是直线 11、以下与碰撞理论假设不符的是 ( )

A.反应物分子对的相对平动能大于反应物分子的平均能量时，碰撞才是有效的 B.反应物分子只有经过碰撞才发生反应 C.反应物分子相互间无引力和斥力作用

D.反应速率等于单位时间，单位体积内反应物分子发生碰撞的次数 E.反应物分子是没有内部结构的刚性球

12、根据阿累尼乌斯理论，对于基元反应，以下说法中正确的是 ( ) A.温度对速率常数影响很大 B.温度对物质浓度的影响很大 C.温度对活化分子数的影响很大 D.温度对指前因子的影响很大 E.温度对活化能的影响很大

四、简答题

1、质量作用定律对于总反应式为什么不一定正确？

??B的半衰期是10min，1h后A遗留的百分数是多少？ 2、一级化学反应A?3、问下列反应机理的反应为几分子的反应？

A→A* A*+BC→AB+C AB→E+D

4、某反应物质消耗掉50%和75%所需的时间分别为t1/2和t1/4，若反应对各反应物分别是一

级，二级和三级，则t1/2：t1/4的值分别是多少？

5、若定义反应物A的浓度下降到初值的1/e（e为自然数对数的底）所需时间τ为平均寿命，

则一级反应的τ=？

7

6、有一平行反应，已知E1＞E2，若B是所需要的产品，从动力学的角度定性地考虑应采用

怎样的反应温度？

7、已知气相反应2HI=H2+I2之正逆反应都是二级反应: （1）问正逆反应速率常数与平衡常数的关系是什么? （2）问正逆反应的活化能与正反应恒容反应热的关系是什么? 8、根据质量作用定律写出下列基元反应速率表达式: （1）A+B→2P （2）2A+B→2P （3）A+2B→P+2s （4）2Cl2+M→Cl2+M

9、根据碰撞理论，温度增加反应速率提高的主要原因是什么?

10、阈能的物理意义是什么?它与阿累尼乌斯经验活化能Ea在数值上的关系如何? 11、化学反应级数和反应分子数有何区别? 12、速率常数k有哪些特点? 13、1,2级反应有哪些特点? 14、确定反应级数有哪些方法?

五、判断题 1、平行反应

1A???BA???C2,E1?E2,为有利于B的生成, 可降低温度。（ ）

θ

2、标准压力，298K下，某反应的△G<0，反应一定能进行。（ ） 3、双分子的简单反应一定是二级反应。（ ）

4、一级反应在浓度为A时，其半衰期为1小时，当浓度为B时，其半衰期也为1小时，所

以CA=CB。（ ）

5、反应H２+I２=2HI，r＝kCH2Ci2，其反应级数不清n=2，因此反应速率加快。（ ） 6、温度升高，活化分子的数目增多，即活化分子碰撞数增多，反应速率加快。（ ） 7、化学反应速率取决于活化能的大小，活化能越大，k越小，活化能越小，k越小。（ ）

六、证明题

1、当反应A→产物的级数为分数（n≠1而是分数）时，证明有下列公式存在：

8

1/[A]-1/[A0]=(n-1)kt 。

2、对一级反应来说，当反应完成了1/e即c=c0/e时，所需时间称为反应的”平均寿命”，

用τ表示，试证明：kτ=1。

3、气相二级反应2A→A2，反应进行过程中，实验测得气相的总压力为P，起始压力为Pi，

试证明：k2=2(Pi-P)/Pi(2P-Pi)t。

4、对简单反应aA+Bb→gG+hH，试证明：kA/kB=a/b。

5、已知某反应为n级，其速率方程式为r =kcn试据此导出其有关动力学方程式，并讨论当

n=0，1，2，3的情形。

6、如果反应物的起始浓度均为a，反应的级数为n(n≠1)，证明半衰期表示式为：

t1/2=[2-1]/[ak(n-1)]，k为速率常数。 七、计算题

n-1

n-1

n-1n-1

??B的半衰期是10min，1h后A遗留的百分数是多少？ 1、一级化学反应A???H2O+CH2CHNO2是二级反应。在273K时反应速率常数k为2、反应CH3CH2NO2+OH-?39.1dm·mol·min。将0.004molCH3CH2NO2与0.005molNaOH混合制成1dm水溶液，让反应消耗90％硝基乙烷所需时间是多少？

3、在物质的量相等的一氧化氮和氢的反应中，对于不同的初压p达到压力为初压一半时所

需的时间如下：

? p/kPa 35.1 30.3 25.6 ? t1/2/min 78 102 141

试求反应级数n。

3

-1

-1

3

??2NO+O2 4、已知反应2NO2? T/K 600.2 640.2

k/(dm·mol·min) 83.9 407.0 求该反应的活化能。

5、某人工放射性元素放出α粒子是一级反应，半衰期为1.5分钟，让试样分解80％，需要

多少时间？

6、在300K时，某反应完成20％需时12.6min，在340K时，需时3.20min，试计算其活化

能。

9

3

-1

-1

7、某一级反应的半衰期在300K时是5000s，在310K时是1000s，求此反应的活化能。

??C2H2+H2为一级反应。在1073K时，要使50％的乙烯分解，需8、乙烯转化反应C2H4?要10小时，已知该反应的活化能E=250.6kJ·mol。要求在1.136×10小时内同样有50％乙烯转化，反应温度应控制在多少？

9、试求一级反应完成99.9%所需时间是其半衰期的多少倍?

10、C放射性蜕变的半衰期为5730年，今在一考古学样品中测得C的含量只有72%，请问

该样品距今有多少年？

11、某一级反应，当反应物反应掉78%所需时间为10min，求反应的半衰期。 12、某二级反应2A→P，10分钟后，A反应掉20%，试求半衰期。

13、对于均相反应bB→W+Z，测得速率常数k与温度T的关系是lgk = -3800/T+13，同时测

得298K时的以下数据

初始浓度cB,0(mol·dm) 半衰期t1/2(s) 0.58 8 0.38 12

(1) 确定反应级数；(2) 求指前因子和反应活化能。

14、某一级反应在温度T1和T2时的速率常数分别为0.038 s和0.105s，已知在T1时，反

应20s，其转化率为80%，计算在T2时转化率达到80%所需的时间。

15、某气相反应 2A→P 的速率常数为1.0267×10Pa·s，半衰期为97.4秒，（1）求初

始压力；（2）反应至200秒时，反应物的分压；（3）200秒时的速率。

16、有两个反应，其活化能分别为E1=41.84kJ·mol，E2=167.4kJ·mol，在0℃时若使反

应速率常数加倍，计算每个反应需升高的温度。 17、某一级反应M→D的速率常数k与温度关系为： lgk=-4124/T+13.35 (时间单位为s)

（1）求40℃时速率常数k和半衰期t1/2；（2）求该反应的活化能Ea和指前因子。 18、已知某一级反应在810K时的速率常数是791K时的2倍。求：（1）反应的活化能；（2）

在两个温度下达到相同转化率时所需时间之比。

19、醋酸酐分解反应的活化能为144.348kJ·mol，在284℃时反应半衰期为21秒，且与反

应物起始浓度无关。计算：（1）300℃时的速率常数；（2）若控制反应在10分钟内转化率达到90%，反应温度应为若干?

-1

-1

-1

-7

-1

-1-1

-1

-3

14

14

-1

3

10

20、实验测得有个反应在10℃和50℃时的速率常数分别是3.64×10min和4.87×10

min，计算：（1）该反应的活化能Ea；（2）当反应物浓度为0.5mol·dm，温度是70℃时的反应速率。

21、已知某反应在100℃和200℃时的速率常数分别为0.01和0.20s。计算：（1）反应活

化能；（2）若使速率常数比100℃时增加5倍，则温度应为多少?

22、如在恒容容器中，有一气体化合物发生分解反应，它分解一半所需的时间与起始压力成

正比，在不同起始压力和不同温度下，测得反应物分解一半所需时间如下： 温 度 (℃) 687 633 起始压力p0(kPa) 25.7 34.0 分解一半的时间(s) 1446 208

（1）判断该反应分解的级数；（2）求该反应的活化能。

23、某二级反应2A→P，设cA,0=0.005mol·dm，500℃和510℃时，经300秒后分别有27.6%

和35.8%的反应物分解。计算（1）两个不同温度时的速率常数；（2）反应的活化能。 24、已知某反应的活化能为144.35kJ·mol，反应的指前因子A=2.917×10s。试求500K

时反应的半衰期。

八、综合题

1、硝基异丙烷在水溶液中被碱中和时，反应速率常数与温度的关系为： lgk=-3163.0/T+11.89 (k的单位：dm·mol·min)

计算（1）活化能；（2）指前因子；（3）在283K酸碱起始浓度均为0.008mol·dm时反应到24.19min，反应物剩余百分数。 2、气相反应A→B，其速率常数与温度的关系为： k=5.4×10exp(-14734.2/T) (s)

（1）计算150℃时反应的半衰期；（2）计算150℃时由101325Pa的A开始反应至1230秒时产物B的分压(反应起始只有A)。

3、已知某一级反应在333K和283K时的速率常数之比为15.5，指前因子A为1.118×10

-1

14

11

-1

-3

3

-1

-1

-1

11-1

-3

-1

-1

-3

-4-1-3

s。（1）求反应的活化能；（2）建立速率常数与温度的关系式；（3）求500K时的速率常数。

4、已知反应A+B→P的速率方程为r=k[A][B]，在600K和716K时的速率常数分别为0.385

和16.0dm·mol·s。（1）导出速率常数与温度的关系式；（2）求活化能；（3）求650K

11

3

-1

-1

时的速率常数。

5、有均相反应D+M→产物，在200℃时速率常数k=2.8×10s。求：（1）该反应的t1/2；（2）

当反应的初始浓度cD，0=cM，0=0.03mol·dm时经过20秒后，反应物的转化率是多少?（3）当温度升高到30℃时，速率常数增加了2.8倍，则该反应的活化能是多少?

6、某药物分解30%即为失效，若放置在3℃箱中保存期为两年。某人购回此药，因故在室温

25℃放置了两周，试通过计算说明此药物是否已失效。已知该药物分解百分数与浓度无关，且分解活化能为Ea=13.00kJ·mol。

7、硝基异丙烷在水溶液中被碱中和是二级反应，其速率常数可以用下式表示：

lgk=-7284.4/T+27.383 时间以min为单位，浓度用mol·dm表示。

（1）计算反应活化能Ea及指前因子A；（2）在298K时，若硝基异丙烷与碱的浓度均为0.008 mol·dm，求反应的半衰期。

8、反应NO2→NO+1/2O2，经实验确定其反应速率方程为：-d[NO2]/dt=k[NO2]，其中速率常

数k与热力学温度T的关系为:lg(k/mol·dm·s)=-12.6×10/T+20.26

（1）400℃时，求起始压力为2.5×10Pa的NO2在密闭定容反应器中反应至总压力达到3.0×10Pa所需的时间；（2）求该反应的表观活化能Ea及指前因子A的值。

9、溴乙烷分解反应的活化能Ea=229.3kJ·mol，650K时的速率常数k=2.14×10s，现欲

使此反应再20min内完成80%，问应将反应温度控制为多少？

-1

-4-1

4

4

-1

3

-1

3

2

-3

-3

-1

-3

-3-1

12

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ysvv.html