物理化学【第九章】动力学一练习习题.doc

物理化学（二）练习1（化学动力学）2014级
一、 选择题 ( 共15题 )

1-1. 反应 AB (I)；AD (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

1-2. 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

1-3. 2A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

1-4. 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

1-5. 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
/mol·dm-3·s-1
cA,0
cB,0
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

1-6.
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

1-7. 均相反应 A + BC + D ， A + BE + F 在反应过程中具有 D[C]/D[E] = k1/k2的关系， D[C]，D[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

1-8. 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

1-9. 若反应 A + B 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

1-10. 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

1-11. 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

1-12. 连串反应 ABC 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) ∞

1-13. 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%

1-14. 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

1-15. 平行反应 AB (1)； AD (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

2. 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?

3. 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？

4. 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？

5. 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 t 的值。

6. 某天然矿含放射性元素铀(U),其蜕变反应为：
U─→···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) 。

7. 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?

三、问答题

8.
醋酸甲酯的水解反应为∶
CH3COOCH3(l) + H2O(l) = CH3COOH(l) + CH3OH(l)
当醋酸甲酯的浓度为 [A]0时
(1) 以起始浓度为 [B]0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 [C]0的 a-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。(假定反应过程中水的浓度保持不变)

9.
对峙反应

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：

式中DrHm 为反应焓变。

10.
汞蒸气存在下的乙烯加氢反应
C2H4＋H2C2H6
按下反应历程进行：
Hg ＋ H2Hg＋2H
H＋C2H4C2H5
C2H5＋H2C2H6＋H
H＋H＋HgH2＋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。

11.
合成氨的反应机理 :
N2+ 2(Fe) 2N(Fe) (1) 决速步
N(Fe) + H2NH3 + (Fe) (2) 为对峙反应
试证明：
式中 K = k3/k2，k 为常数 。