动力学动力学练习1与答案

1、动力学练习1与答案-05级(化学、高分子)一、选择题1.反应Ak1AB(I);Ak2D(II),已知反应I的活化能El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&=100kJmol-1,那么活化能Ea将：()(A)Eaw100kJmol-1(B)Ea>100kJ-mol-1(C)Ea<100kJ-mol-1(D)都可以3.k12A»广物上述反应对k?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(A) 2A2(B) A(C) 1/A

2、(D) 1/A24.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:/mol-dm-3Ca,01Cb,0/mol-dm's1.011.0110.152.0'1.00.303.0:1.0：0.451.0：2.0：0.151.03.0;；0.15此反应的速率方程为：()(A) r=kcb(B) r=kCACB_2(C) r=kCA(CB)(D) r=kca6. 400K时，某气相反应的速率常数kp=10-3(kPa)-1s-1,如速率常数用A表示，则kc应为

3、:(A) 3.326(moldm-3)-1s-1(B) 3.0X10-4(moldm-3)-1s-1(C) 3326(moldm-3)-s-1(D) 3.0X10-7(moldm-3)-1s-17. 均相反应A+Bk1-C+D,A+B"»E+F在反应过程中具有©C/AE=k1/k2的关系，4C,3E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=

4、0.1dm3,mol-1-s-1,0=0.1moldm-3,当反(A)(B)(C)(D)应率降低9倍所需时间为：()200s100s30s3.3s9. 若反应A+B1工号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2O33。2的反应机理是：O3一O+。2(1)O+O3-2。2(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->2

5、C,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)-PB12 .连串反应A"*B包-C其中ki=0.1min-1,k2=0.2min-1,假定反应开始时只有A,且浓度为1moldm-3,则b浓度达最大的时间为：()(A)0.3min(B)5.0min(C)6.93min(D)oo13 .一个反应的活化能是33kJ-mol-1,当T=300K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

6、.如果某反应的AHmu100kJ-mol-1,那么活化能Ea将：()(A)Ea*100kJ-mol-1(B)Ea>100kJ-mol-1(C)EaW100kJ-mol-1(D)都可以15 .平行反应Ak1>B(1);A*D(2),其反应(1)和(2)的指前因子相同而活化能不同，£1为120kJ-mol-1,£2为80kJmol-1,则当在1000K进行时，两个反应速率常数的比是：()(A)k"k2=8.138X10-3(B)k/k2=1.228X102(C)k"k2=1.55x10-5(D)k1/k2=6.47x104二、计算题16 .有双分

7、子反应CO(g)+NO2(g)->CO2(g)+NO(g),已知在540-727K之间，发生定容反应，其速率常数k的表示为：kC/(mol-1dm3-s-1)=1.2X1010xexp(-132kJ-mol-1/RT)若在600K时，CO(g)和NO2(g)的初始压力分别为667和933Pa试计算：(甲)该反应在600K时的kp值(乙)反应进行10h以后，NO的分压为若干？17 .在671-768K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(

8、2)在700K时，将C2H5Cl通入一反应器中(C2H5Cl的起始压力为26664.5Pa),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46662.8Pa?,同温度下298K下密18 .298K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0.0010min-N2O4的可逆解离反应很快达到平衡，平衡常数为Kp=4500Pa。若将N2O5在压力为20000Pa,闭于真空容器中，试求200min后，N2O5,O2,N2O4,NO2各自分压是多少？19 .在298.2K时，下列反应可进行到底N2O5+NO->3NO?。在N2O5的初始压力为133.32Pa,

9、NO为13332Pa时，用lgp(N2O5)对时间t作图，得一直线，相应的半衰期为2.0h,当N2O5和NO的初压各为6666Pa时，得到如下实验数据：p(总)/Pa13332153321666519998t/h0128(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133.32Pa,求半衰期3的值。20.在363K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/min0.003.0012.0015.00A1.9241.6490.9640.813用气相色谱法得

10、到不同时刻之峰面积(S)为：t/min0.003.0010.0015.00S2.5202.0981.3451.014求反应级数及k值,比较.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=4.0X1010T1/2exp-145200/RTdm3-mol-1s-1(1)在600K时，当反应物A初始浓度为0.1mol-dm-3时，此反应之半寿期为多少？(2)试问300K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ALBB+A“*CCk3P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。

11、k(Ra).Ra("22.d-樟脑-3-竣酸(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，生成樟脑竣酸乙酯(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321.2K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/min0102030405060-3A/moldm0.1000.08130.06630.05340.04370.02940.0200m(CO2)/g00.08410.15450.20950.24820.30450.355623.某天然矿含放射性元素铀(U),其蜕变反应为:设已

12、达稳态放射蜕变平衡,测得镭与铀的浓度比保持为Ra/U=3.47X10-7,稳定产物铅与铀的浓度比为Pb/U=0.1792,已知镭的半衰期为1580a（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>BA>D（A）一级反应速率常数分别是0.15min-1和0.06min-1,试求A的半衰期是多少？（B）如果A的初始浓度是0.1moldm-3,试求在何时B的浓度等于0.05moldm-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

13、,3min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298K时的水解速率常数（假定为一级反应）（CH3）3CCl+H2O（CH3）3COH+H+Cl-AgAgClABAgClAg反应开始前，在A,B两槽中加入95%H2O,5%丙酮，两槽都含有0.144mol-dm-3NaClO4,A槽中叔丁基氯为0.001moldm-3,反应开始后在B槽中每隔几秒加入少量0.0499moldm-3HCl,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/s30446283111二加入B中HCl体积/dm30.901.101.301.401.501.51求反应速率常数k。这

14、可以27 .多数煌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。用自由基链反应机理来解释。设A为反应物，Ri,R2,，R6为产物分子，Xi,X2为活性自由基。k0链引发A*Ri+Xi慢(1)链持续A+X1k1uR2+X2(2)X2k2上R3+Xi(3)k4.链终止2Xi一.R4(4)k5»Xi+X2*R5(5)2X2J"R6(6)A的分解速率方程。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、问答题28 .气体氨在鸨丝或钳丝上的热分解反应，在动力学上表现为零级反应，试简述零级反应的特征。29 .醋酸甲酯的水解

15、反应为：CH3COOCH3(1)+H20(1)=CH3COOH(l)+CH30H(l)当醋酸甲酯的浓度为A。时(1)以起始浓度为Bo的醋酸为催化剂，请导出反应速率方程式的定积分形式(2)若以起始浓度为Co的ot-含氧异丁酸为催化剂，试写出该反应速率方程式的微分形式。(假定反应过程中水白浓度保持不变)30.对峙反应a4k'，E设x为A已转化的浓度，设Tm(x)为一定X时使反应速率为最大的温度，Te(x)为相同X时使体系恰好处于平衡时的温度，试证：E'1n()式中&Hm为反应次含变。31 .汞蒸气存在下的乙烯加氢反应HgC2H4+H2"C2H6按下反应历程进行：H

16、g+H2""Hg+2Hk2H+C2H4C2H5KC2H5+H2C2H6+Hk4H+H+Hg*H2+Hg求C2H6之生成速率表示式、表观活化能Ea与各元反应活化能的关系。32 .反应V3+Fe3+TV4+Fe2+属于电子转移反应，实际上是配合物间的反应。在Cu2+存在下，实验求得速率方程为r=kV3+Cu2+,请拟定反应历程，对所确定的速控步说明理由。33 .A和B按化学计量反应生成P,即A+B->P。若?！合0.01mol-dm-3A和10moldm-3B,发现A浓度的对数对时间作图是一直线。(A)问A的反应级数(B)写出与动力学和化学计量相一致的机理(C)按所写白机

17、理，B的反应级数是多少？(D)A消耗的半衰期是100s,若B的浓度从10moldm-3变到20mol-dm-3,半衰期会是多少？(E)由(D)所给的半衰期，计算A与B反应的速率常数并标明单位。34.合成氨的反应机理N2+2(Fe)匕2N(Fe)N(Fe)+3H21=NH3+(Fe)(2)决速步为对持反应试证明:dW一dtkN2(l+3-)H2式中K=k3/k2,k为常数答案1. B2. B3.答(C)4.答(A)5.答(D)6.答(A)kC=kp(RT)7.答(A)8.答(A)9.答(D)10.答(B)11.答(C)12.答(C)13.答(A)14.答(B)15.答(A)计算题16.17.答(

18、甲)kp=kc(RT)1-n=kc/(RT)=7.748X10-9(Pas)-1(5分)000,00,0(乙)1/(PaPb)Xlnpb(PaP)/Pa(pb-P)=kPtln933(667-p)/667(933-p)=-0.0742p=141.5Pa(5分)答(1)lgk=lgA-EJ2.303RTA=3.98X1014s-1Ea=254.5kJmol-1(6分)(2)p总=p0+p(HCl)pt(C2H5cl)=2p0-p总t=1/kxln(p0/pt)=33700s(4分)18.答kN2O5N2O4+Po-xx-y12O21x22NO22yPokt=lnPo-xx=3620Pa,Pn2o

19、5=16380Pa(5分)Po2=1810PaKp=(2y)23620Pa-y=4500Pa19.y=3060Pa,Pn2o5=16380Pa,Po2=1810Pa,Pn2o4=2090Pa,pno2=3060Pa(5分)（2分）（2分）（2分）（4分）答(甲)NO过量r=kpx(N2O5)py(NO)=kzpx(N2O5)x=1当两者初压相同时r=kpx+y(N2O5)代入ln(p“po)/(p“pt)=kt得k为一常数-1k=0.35h所以x+y=1则y=0(乙)当N2O5过量，t1/2是指NO的-1r=k1p(N2O5)=4666Pa,h1133.32Pa/2/t"2=4666

20、Pa-ht1/2=0.0143h20.答粗彳tti与初始浓度无关,尝试一级反应规律2分光光度法k9.60X10-4S-19.57X10-4s-1（4分）气相色谱法k10.46X10-4s-110.12X10-4s-1（4分）所以是一级反应，二者k值略有差异。（2分）21.答（1）k=0.224dm3-mol-1-s-1（3分）（2） Ea=RT2Xdlnk/dT=147.7kJmol-1（3分）（3）应用稳态近似得r=k3C=k1k2A2/（k-1+k2A）当k-1>>k2A时，r=k1k2/k-1x网2为二级反应（4分）22.答Ak1*B+CO2a-x-yxxk2A+C2H5OH

21、（溶剂）C+H2O（2）A-x-y大量yy对A可看作是平行反应，反应式（2）作准一级反应处理dA/dt=（k1+k2）Aln（A0/A）=（k+k2）t及k"k2=x/y（5分）以10min的数据代入（k+k2）=2.07X10-2min-1x=CO2=0.0841g/44.01g-mol-1x1/0.2dm3=9.55X10-3moldm-3y=A0Ax=9.15x10-3moldm-3解得k1=1.06x102min1,k2=1.01X102min1同理，用其它各组实验数据代入求出k1和k2分别为:k1=1.04X10-2min-1（3分）k2=1.01X10-2min-1（2分

22、）23. 答（甲）放射蜕变为一级反应，达稳态放射平衡，对中间物Ra而言：dRa/dt=kuUkRaRa=0-7得ku/kRa=Ra/U=3.47X107因为是一级反应kRa=ln2/t"2（Ra）=4.386X10-4a-1ku=kRaRa/U=1.522X10-10a-1t1/2（U）=ln2/ku=4.55X109a（5分）（乙）达稳态平衡时，U的消耗量等于Pb的生成量，忽略其它中间物的量，则铀的初始浓度U0=U+Pb,则：ln（U0/U）=ln（U+Pb）/U=kUt24.答25.答26.答27.Pb/U=0.1792(A)t1/2=3.3min(B)在t=5.73min以后，

23、-3Bmax=0.07moldm对于变容一级反应不难推得:kt=-ln(1-y)=-ln(1-；AV0t=1.08X109a-3B=0.05mol-dm)=-ln代入数值后得：kt=-ln(-0.4+1-0.8)/(-0.4)k=-(ln2)/3=0.231min-1a=(0.6-1.0)/1.0=-0.4/1-V/V0水解量与生成HCl量相等，B中加入HCl与A中生成的HCl量。代入k=1lna式中取平均，k=0.0258s-1ta-x（分解叔丁基氯百分数为VHC(t)-X100%=1-Vhc(二)田dA答-=k0A+k1AXidt,终止反应为（4）dX1/dt=0,dX2/dt=0,Xi二

24、k0<2k4；AdA=k0A+k1dtk0<2k4>A终止反应为(5)dX1/dt=0,dX2/dt=0,k0AX2=2k5XiXi2-空Xi-2k1k0k22。=0，所以Xi便是与k有关的常数,-dA=（卜0+心心段dt终止反应为（6）dA=2k0A+k2dtA（5分）（4分）（3分）（3分）（2分）（4分）（4分）平衡而得知分解（5分）（5分）令X1=k（5分）（5分）三、问答题28.答C0-c=kt,11=C0/2k,11ocC022反应时间有限t=co/kk的单位为：浓度时间-1（2分）（2分）（1分）29.答(1)dx/dt=k(A0-x)(B0+x)用人小1A0(B0x)积分kt=InA0B0B0(A0-x)(2)dx/dt=k1(A0-x)x+k2(A0-x)C0（6分）（4分）30.答r=kA-KB=k(A0-x)-K(B0+x)dkdk一Tm(x)是(57目)x=0之温度,即(A0x)=(B0+x)dtdtdlnk/dT=dk/(kdT)=E/(RT2),即得(B0+x)/(A0-x)=Kc(