物理化学第十一章课后题答案

第十一章 化学动力学

3． 某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？

解：根据一级反应速率方程的积分式

答：反应掉50%需时19.4 min。 6． 偶氮甲烷分解反应

为一级反应。287 oC时，一密闭容器中kPa，1000 s后总压为22.732 kPa，求

。

初始压力为21.332

解：设在t时刻的分压为p，

1000 s后

的气相反应，可以用分压表示组成：

，对密闭容器中

8． 某一级反应，初始速率为。求

和初始浓度

。

，1 h后速率为

解：一级反应的速率方程

11．某二级反应

后反应掉25 %，求 。

，两种反应物的初始浓度皆为，经10 min

解：由于A和B的计量系数和初始浓度相同，因此在反应过程中，

令，由速率方程的积分式的

18 在一定条件下，反应H2(g)?Br2(g)?2HBr(g)符合速率方程的一般形式，即在某温度下，当cH?cBr?0.1mol?dm?3及cH?cBr?2mol?dm?3时，反应速率

2222为v，其他不同浓度时的速率如下表所示。

cH2(mol?dm?3) cBr2(mol?dm?3) cHBr(0.1mol?dm?3

第十一章 化学动力学

1. 反应

为一级气相反应，320 oC时

。 问在320 oC加热90 min

解：根据一级反应速率方程的积分式

的分解分数为若干？

答：的分解分数为11.2%

的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。

2. 某一级反应解：同上题，

答：还剩余A 1.56%。

3． 某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？

解：根据一级反应速率方程的积分式

答：反应掉50%需时19.4 min。

4． 25 oC时，酸催化蔗糖转化反应

的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c）

0 0 30 60 90 130 180 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 使用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若干？ 解：数据标为

0 1.0023 30 60 90 130 180 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5347 0 -0.1052 -0.2159 -0.3235 -0.4

第十一章 化学动力学

1. 反应

为一级气相反应，320 oC时

。 问在320 oC加热90 min

解：根据一级反应速率方程的积分式

的分解分数为若干？

答：的分解分数为11.2%

的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。

2. 某一级反应解：同上题，

答：还剩余A 1.56%。

3． 某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？

解：根据一级反应速率方程的积分式

答：反应掉50%需时19.4 min。

4． 25 oC时，酸催化蔗糖转化反应

的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c）

0 0 30 60 90 130 180 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 使用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若干？ 解：数据标为

0 1.0023 30 60 90 130 180 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5347 0 -0.1052 -0.2159 -0.3235 -0.4

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t1/2，2t1/2，3t1/2，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E1

且都在相同的升温区内升温，则dlnk1dT dlnk2dT（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kA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．

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t1/2，2t1/2，3t1/2，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E1

且都在相同的升温区内升温，则dlnk1dT dlnk2dT（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kA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．

随堂章节

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 dT

2

ln 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

随堂章节

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 dT

2

ln 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

第十一章 机械振动

一、基本要求

1．掌握简谐振动的基本特征，学会由牛顿定律建立一维简谐振动的微分方程，并判断其是否谐振动。

2. 掌握描述简谐运动的运动方程x?Acos(?t??0)，理解振动位移，振幅，初位相，位相，圆频率，频率，周期的物理意义。能根据给出的初始条件求振幅和初位相。

3. 掌握旋转矢量法。

4. 理解同方向、同频率两个简谐振动的合成规律，以及合振动振幅极大和极小的条件。

二、基本内容

1. 振动 物体在某一平衡位置附近的往复运动叫做机械振动。如果物体振动的位置满足x(t)?x(t?T)，则该物体的运动称为周期性运动。否则称为非周期运动。但是一切复杂的非周期性的运动，都可以分解成许多不同频率的简谐振动（周期性运动）的叠加。振动不仅限于机械运动中的振动过程，分子热运动，电磁运动，晶体中原子的运动等虽属不同运动形式，各自遵循不同的运动规律，但是就其中的振动过程讲，都具有共同的物理特征。

一个物理量，例如电量、电流、电压等围绕平衡值随时间作周期性（或准周期性）的变化，也是一种振动。

2. 简谐振动 简谐振动是一种周期性的振动过程。它可以是机械振动中的位移、速度、加速度，也可以是电流、电量、电压等其它物理量。简谐振动是最简单，最

物理化学

22. 在100kPa下，斜方硫（ S）转变为单斜硫（ S）的转变温度为369.9K，已知斜方硫和单斜硫在298.2K的标准燃烧热分别为-296.7kJ〃mol-1和-297.1kJ〃mol-1，求斜方硫转变成单斜硫的晶型转变热。已知

Cp,m, 22.59J K-1 mol-1，Cp,m, 22.59J K-1 mol-1 解 S S

rHm cHm, cHm,

296700 297100 400J mol-1

rHm,369.9 rHm,298.2

369.9298.2

CpdT

=

400 23.64 22.59 369.9 298.2 =475.3J mol-1

点评 相变过程的热，亦可以利用热化学数据（燃烧热、生成热）计算。这里基尔霍夫定律亦可应用。

23. 500K下灼热的C和过热水蒸气反应（1）C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)需吸收热量，该热量一般由同温度下反应（2）C(s)+O2(g) CO2(g)所提供，若要产生1mol氢气，需多少摩尔的碳？已知500K时各物质的标准生成热

fHm/kJ mol-1分别为：CO，-110.022

习题解答

第一章

1． 1mol理想气体依次经过下列过程：(1)恒容下从25℃升温至100℃，(2)绝热自由膨胀至二

倍体积，(3)恒压下冷却至25℃。试计算整个过程的Q、W、?U及?H。 解：将三个过程中Q、?U及W的变化值列表如下：

过程 (1) (2)

Q

?U W

0 0

CV,m(T1末?T1初) CV,m(T1末?T1初)

0

0

（3） Cp,m(T3末?T3初) Cv,m(T3末?T3初) p(V3末?V3初)

则对整个过程:

T1初?T3末＝298.15K T1末?T3初?373.15K

Q＝nCv,m(T1末－T1初)+0+nCp,m(T3末－T3初)

＝nR(T3末?T3初）

＝[1×8.314×(-75)]J＝-623.55J

?U＝nCv,m(T1末－T1初)+0+nCv,m(T3末－T3初)＝0

W＝-p(V3末?V3初)＝-nR(T3末?T3初）

＝-[1×8.314×(-75)]J＝623.55J

因为体系的温度没有改变，所以?H＝0

2． 0.1mol单原子理想气体，始态为400K、101.325kPa，经下列两途径到达相同的终态：

(1) 恒温可逆膨胀到10dm3，再恒容升温至610K； (2) 绝