补充作业第七章练习

1、第七章 补充练习一、填空：1. C14可存在于有生命的树木中, C14放射性蜕变的半衰期是5730年, 一个考古样里仍含有生命树木72%的木质, 可求得考古样的年纪有_年。（放射性元素的衰变属于一级反应）2. 某一级反应的半衰期为10min, 其反应速率常数k = _ 。3. 解释以下概念： 基元反应： ；总包反应： ； 反应分子数： ； 反应级数： ； 判断以下说法正误： （1）二级反应一定是双分子反应。（ ） （2）双分子反应一定是二级反应。（ ） （3）A（g） 3B(g)+C(g) 是基元反应。 （ ） （4）A+ (12)BP4. 试归纳零级、一级、二级、n级反应的特征。5. 反应2

2、O33O2的速率方程为r=kO32。如果用O3消耗或O2生成的速率表示反应速率，相应的速率常数kO3、kO2与k有何关系？6. 碰撞理论的基本假定是什么？阈能与实验活化能的关系是：Ea=Ec+(1/2)RT。 （1） 反应物分子要发生反应必须经过碰撞； （2） 只有碰撞能量大于临界值的碰撞才是有效碰撞； （3） 反应速度等于单位时间单位体积发生的有效碰撞次数。7. 过渡状态理论的基本假定是什么？ （1）反应物分子先形成高势能的活化络合物，再由活化络合物变为产物； （2）反应物与活化络合物处于快速平衡，反应速率由活化络合物的分解速率决定。对n分子液相反应，实验活化能与络合物活化焓的关系是：Ea=

3、Hm + RT ；对n分子气相反应，实验活化能与络合物活化焓的关系是：Ea=Hm + nRT。8. 链反应的三个基本步骤是： ， ，和 。9. 催化反应的基本特征有哪些？（答案供参考，能答出前三点即可） （1）改变反应历程，降低活化能 ； （2）加快反应速率，不改变反应的平衡 ；（3）具有特殊的选择性 ；（4）正反应催化剂也是逆反应催化剂 ；（5）少量杂质会影响催化剂活性 ；（6）催化剂用量不大时，反应速率与催化剂的量成正比。10. 增加浓液中的离子强度时，对以下3个反应的速率系数有何影响？二、计算：类型一：反应速率，速率常数的定义及表达式1. 气相反应A+BP为二级反应。25C，当cA=0.

4、01moldm3，cB=0.02moldm3时，测得产物P的分压随时间变化率为0.25kPas1，分别写出以浓度和压力表示的速率方程并求反应的速率常数。(dcA/dt=kcAcB，k=0.504dm3mol1s1；dpA/dt=kpApB，k=2.03104kPa1s1)提示：C=n/V=p/RT, , 将P的分压随时间变化率代入计算即可。，将以上结果和cA，cB值代入计算速率常数，注意单位。，求k=?类型二：动力学反应级数的计算（1）气相压力等与反应时间关系；（题2）（2）液相浓度（旋光度、电导率、体积等可表征浓度的量）与反应时间的关系（题3）（3）转化率与反应时间的关系。2. 双光气分解反

5、应C1C2OOC132COC12为一级反应，将一定量双光气迅速引入一个553K的恒容容器中，751s后测得系统压力为2710Pa，经很长时间反应终了时，测得系统压力为4008Pa，求其速率系数。3. 323K时有机物A的酸催化水解反应速率方程为，实验证明当pH 一定时，半衰期t1/2与A的初浓度无关，测定已知，当pH=5时，t1/2 = 69.3min； pH=4时，t1/2=6.93min，求（1）速率方程的表达式；（2）323K时的速率系数k；（3）在pH=6和pH=3时，若A水解70%，所需的时间比为多少？类型三：反应级数求法：（积分法、微分法、半衰期法、孤立法等）4. 气相反应2NO+

6、2H2N2+2H2O在恒温恆容反应器中进行，反应开始时容器中只有NO和H2，且它们的分压相同，测得在不同的起始压力下，相应的半寿期有如下结果，求该反应级数。P0/kPa47.2045.4038.4033.4626.93t1/2/min811021401802245. 298K时研究反应A+2BC+D，已知其速率方程为r = kAxBy。当A、B的起始浓度分别为0.010moldm3和0.020moldm3时，测得如下数据；t/h090217B/moldm-30.0200.0100.005 求反应总级数；（）当A、B起始浓度均为0.020moldm3时，测得反应初始速率为上述实验的1.4倍，求x

7、、y及速率常数k。类型四：有关活化能的计算：（1）速率常数与活化能；（2）半衰期与活化能；（3）转化率与活化能；6. 溶液中某反应A+BC+D为对A、B皆为一级的二级反应，反应开始时溶液中A和B的浓度均为0.01moldm3，在298K时，10分钟后有39%的A发生了反应，在308K时，10分钟后A反应了55%，求反应的指前因子和实验活化能。7. 实验测得N2O初始压力p0不同时其热分解反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的半寿期数据如下，推测反应级数，设以dN2O/dt表示反应速率，计算各温度下的速率常数和实验活化能。T/K96710301030P0/kPa39.248.096.0t1

8、/2/ 从下列总反应速率常数与各基元反应速率常数的关系，导出总反应表观活化能与基元反应活化能的关系。（）k=k2(k1/k-1)1/2, Ea=Ea2+(Ea1Ea-1)/2（）k=k1+k2, Ea=(k1Ea1+k2Ea2)/(k1+k2)（）k=k1k2/(k2+k3), Ea=Ea1+k3(Ea2Ea3)/(k2+k3)提示：Ea=RT2(dlnk/dT)类型五：反应速率理论的有关计算：（1）碰撞理论；（作业第20题）（2）过渡态理论；（作业第21题）类型六：稳态近似与平衡近似求解动力学方程9. 反应H2+Br22HBr具有以下链反应机理： (1) Br2 +

9、 M2Br + M k1 (2) Br + H2HBr+ H k2 (3) H + Br2HBr + Br k3 (4) H + HBrH2 + Br k4 (5) Br + Br + MBr2 + M k5 试导出反应的速率方程： ；类型七：复杂反应的速率常数、转化率及反应时间的相关计算10. 一定温度下，对峙反应的正反应为二级，逆反应为一级。达平衡时Be=1.0moldm3，平衡常数Kc=1.0108dm3mol1，测得弛豫时间为2.0103s。证明 1=4k1Ae+k1求k1和k111. 某连串反应两步骤的速率常数k1=0.45min1，k2=0.75min1； t=0时cB0=cC0=0, cA0=1.50moldm-3。(1)反应经多长时间B的浓度达到最大值？(2)此时A、B、C的浓度各为若干？12. 一定温度下，当有碘存在作催化剂时，氯苯与氯在二硫化碳溶液中发生二级平行反应如下；C6H5Cl+Cl2HCl+邻-C6H4Cl2C6H