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《物理化学》高等教育出版第五版第七章

第七章化学动力学

(1)

一、判断题:

1.在同一反应中各物质的变化速率相同。

2.若化学反应的机理由一系列基元反应组成,则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。

3.双分子反应一定是基元反应。

4.零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。

5.若一个化学反应是一级反应,则该反应只有一种反应物。

6.一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。

7.一个化学反应的级数越大,其反应速率也越大。

8.若反应A+BY+Z的速率方程为:

r=kCACB,则该反应是二级反应,且肯定是双分子反应。

9.下列说法是否正确:

(1)H2+l2=2HI是2分子反应;

(2)单分子反应都是一级反应,双分子反应都是二级反应。

(3)反应级数是整数的反应一定是简单反应

(4)反应级数是分数反应一定为复杂反应。

10.对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应,温度越高,反应速率越快,因此升高温度有利于生成更多的产物。

11.若反应

(1)的活化能为日,反应⑵的活化能为巳,且E>巳,则在同一温度下k1—定小于k2。

12.若某化学反应的△rU<0,则该化学反应的活化能小于零。

13.对平衡反应A—二_Y,在一定温度下反应达平衡时,正逆反应速率常数相等,不是反应速率相等。

AT

14.平行反应

J.B

—■C

k2,k1/k2的比值不随温度的变化而变化。

15.复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。

16.反应物分子的能量高于产物分子的能量,则此反应就不需要活化能。

17.对于可逆反应,温度升高。

正、逆反应速度都增大,则平衡常数不随温度而改变。

18.质量作用定律只适用于基元反应(含表面基元反应)。

19.基元反应的速率系数总是随温度的升高而增大。

20.对于平行反应,各反应产物的浓度之比为各反应速率常数之比。

二、单选题:

一22

1.反应3O2一2O,其速率方程-d[O2]/dt=k[03][O2]或d[O勺/dt=k'[O3][O2],

那么k与k'的关系是:

(A)2k=3k';(B)k=k';

(C)3k=2k';(D)?

k=?

k'。

2.有如下简单反应aA+bBTdD,已知a

kA/kB/kD

\\

(A)abd;(B)kA

kA>>kD_

(C)kA>kB>ko;

(D)a

3.

4.

5.

6.

7.

&

9.

10

11

12

13

14

15

关于反应速率r,表达不正确的是:

(A)与体系的大小无关而与浓度大小有关;(B)与各物质浓度标度选择有关

(C)可为正值也可为负值;(D)与反应方程式写法无关<

反应A+2D一3G在298K及2dmi容器中进行,若某时刻反应进度随时间变

化率为0.3mol2st,则此时G的生成速率为(单位:

mol2dm_32s一1):

(A)0.15;(B)0.9;(C)0.45;(D)0.2。

基元反应体系aA+dDgG的速率表达式中,不正确的是:

(A)-d[A]/dt=kA[A]a[D]d;(B)-d[D]/dt=kD[A]a[D]d;

(C)d[G]/dt=kc[G]g;(D)d[G]/dt=kG[A]a[D]d。

某一反应在有限时间内可反应完全,所需时间为a/k,该反应级数为:

(A)零级;(B)—级;(C)二级;(D)三级。

某一基元反应,2A(g)+B(g)―宀E(g),将2mol的A与1mol的B放入1升容器

中混合并反应,那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始时速率的比值是:

(A)1:

2;(B)1:

4;(C)1:

6;(D)1:

8。

关于反应级数,说法正确的是:

(A)只有基元反应的级数是正整数;(B)反应级数不会小于零;

(C)催化剂不会改变反应级数;(D)反应级数都可以通过实验确定。

某反应,其半衰期与起始浓度成反比,则反应完成87.5%的时间t1与反应完成

50%的时间t2之间的关系是:

(A)t1=2t2;(B)t1=4t2;

(C)11=712;(D)11=512o

某反应只有一种反应物,其转化率达到75%的时间是转化率达到50%的时间的两

倍,反应转化率达到64%的时间是转化率达到X%的时间的两倍,则x为:

(A)32;(B)36;(C)40;(D)60。

有相同初始浓度的反应物在相同的温度下,经一级反应时,半衰期为t1/2;若

经二级反应,其半衰期为t1/2',那么:

(A)t1/2=t1/2';(B)t1/2>t1/2';

(C)t1/2

某一气相反应在500C下进行,起始压强为p?

时,半衰期为2秒;起始压强为

0.1p?

时半衰期为20秒,其速率常数为:

一13一1一1

(A)0.5s;(B)0.5dm2mol2s;

3―1—1—1

(C)31.7dm2mol2s;(D)31.7s。

起始浓度相同的三级反应,浓度与时间的直线图应是:

(n为级数):

一3

.某化合物与水相反应,化合物起始浓度为1mol2dm,1小时后浓度为

0.5mol2dm一3,2小时后浓度为0.25mol2dm一3。

则该化合物的反应级数为:

(A)0;(B)1;(C)2;(D)3o

.某反应速率常数k=2.31310一2mo|T2dm32s一1,反应起始浓度为1.0mol2dm其反应半衰期为:

(A)43.29s;(B)15s;(C)30s;(D)

21.65so

16.某反应完成50%的时间是完成75%到完成87.5%所需时间的1/16,该反应是:

(A)二级反应;(B)三级反应;(C)0.5级反应;(D)0级反应。

17.某反应速率常数k为1.74310-2mo「12dm32min-1,反应物起始浓度为1mol2dm

3

时的半衰期t1/2与反应物起始浓度为2mol2dm-3时的半衰期11/2'的关系为:

(A)2t1/2=t1/2';(B)t1/2=2t1/2';

(C)t1/2=t1/2';(D)t1/2=4t1/2'。

18.某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应之半衰期与反应物最初浓度有何关系?

(A)无关;(B)成正比;

(C)成反比;(D)平方成反比。

2A—―1Bk2、c

19.恒容下某复杂反应(取单位体积)的反应机理为:

"k丄,分别以

A和B的浓度随时间变化率来计算反应速率,rA=-dcA/dt,ra=dcs/dt。

其中完全正

(A)

ra=

2kQA2

rB=

=k2CB;

(B)

ra=

2%ca-

k-1cb

rb=

k-1cb+k2Cc;

(C)

ra=

2k1CA2+

k-1cb,

rB=

=k-1Cb-k2Cc;

(D)

ra=

亠2

2k1CA+

k-1cb,

rB=

2

=k1CA

-k-1CB-k2CB。

反应A+

B—t

C+D

的速率万程为

r=k[A][B]

,则反应:

(A)

是二

分子反应

(B)

是二级反应但不-

•定是二分子反应

(C)

不是

二分子反应;

(D)

是对A、B各为-

级的二分子反应

确的一组是:

20.

21.基元反应A+B2D,A与B的起始浓度分别为a和2a,D为0,则体系各物质浓度(c)随时间变化示意曲线为:

A匸二三B,B+D——_、J

22.已知某复杂反应的反应历程为:

k1,则B表示的反

应速率一d[B]/dt是:

(A)

k1[A]-

k2[D][B]

(B)

k1[A]-

k-1[B]-

k2[D][B];

(C)

k1[A]-

k-1[B]+

k2[D][B];

(D)-

-k1[A]+

k-1[B]+

k2[D][B]。

(B)

23.下述等温等容下的基元反应符合下图的是:

(A)2AtB+D;

Atb+D;

(C)

(D)A+Bt2D。

24.对于可逆一级反应

k

F列叙述正确的是:

2A+Bt2D;

(A)平衡时Ca=CB;(B)平衡时ki=k-1;

(C)总反应速率为正、逆反应速率的代数和;

(D)加入正催化剂可使ki>k-i。

AT~二

25.某温度时,平行反应k2'

那么100min后A的转化率为:

(A)100%;

B

C_1

的ki和k2分别为0.008和0.002min,

(B)81.9

(C)44.9%;

(D)63.2%。

,由纯

k」;

26.

右图绘出物质[G]、[F]、[E]的浓度随时间变化的规

律,所对应的连串反应是

(A)G-

-tF-

TE;

(B)E-

-TF-

TG;

(C)G-

-TE-

TF;

(D)F-

-TG-

TE。

A开始,进行到[A]=[B]的时间t为:

t=ln

(A)

(B)

1

tln

k1—k1

t=1ln%

(C)k秋丄也一心丿;

28.对复杂反应

(D)

k-1

为了不致扰乱快速平衡,①

④k-1>>k2;⑤k-1<<

(A)①;

(C)①⑤;

29.乙酸高温分解时,实验测得

k1

B'C

可用平衡近似处理时,K=k1/k-1=[B]/[A]。

BC必为慢步骤;②BC必为快步骤;③k-1=k1;k2,其中正确的是:

(B)②③;

(D)①④。

CHCOOH(A)CO(B)、CH=CO(C)的浓度随时间

的变化曲线如下图,由此可以断定该反应是:

基元反应;

对峙反应;

平行反应;连串反应。

(A)

(B)

(C)

(D)

30.恒容的封闭体系中进行对峙反应:

MN,M与N的初始浓度分别为cm,0=a,Cn,o=0,反应终了时,认为

(1)Cm能降低到零;

(2)Cm不可能降低到零;(3)Cn可等于CM0;(4)CN只能小于CM。

正确的是:

(A)

(1)(3);(B)⑵(4);(C)

(1)(4);(D)⑶(4)。

31.对自由基反应A2+B—C—ta—B+C2,已知摩尔等压反应热为-90kJ2mol—1,

B-C的键能是210kJ2mol—1,那么逆向反应的活化能为:

—1—1

(A)10.5kJ2mol;(B)100.5kJ2mol;

(C)153kJ2mol

(D)300kJ2mol

k与温度T的关系如图所示,

32.—级平行反应

(A)

E1<

E2,

A<

A;

(B)

E1<

A>

A;

(C)

E1>

E2,

A<

A2;

(D)

E1>

A>

A0

5

速率常数

F列各式正确的是:

33.如果某一基元反应的△Hn为-100kJ2mol-:

则该反应的活化能Ea是:

―1―1

(A)Ea>-100kJ2mol;(B)Ea<-100kJ2mol;

(C)Ea=-100kJ2mol;(D)无法确定。

34.某反应的活化能是33kJ2mol—1,当T=300K时,温度增加1K,反应速率常数增

加的百分数约为:

(A)4.5%;(B)9.4%;(C)11%;(D)50%

35.一个基元反应,正反应的活化能是逆反应活化能的2倍,反应时吸热120

kJ2mol—1,则正反应的活化能是(kJ2mol—1):

36.对于连串反应

A

(A)

增加原料

A;

(C)

降低温度

;

37.对于支链爆炸反应

之间的关系是

(A)

rb>rm

>re

(C)

re>rm

>rb

E1、

AT

38.反应

:

E2"

(A)

提高温度

(C)

(D)

(A)120;

k1

(B)240;

>B—JD

其起始反应速率

E3

39.

反应器入口处提高温度,反应器入口处降低温度,b上二Q

平行反应2Q,

应温度;

(2)提高反应温度;

(B)rb

(D)r

巳知

(B)

(D)

(rb)、

(C)360;(D)60。

已,若想提高产品B的百分数,应:

及时移去D;

升高温度。

中间反应速率(rm)与终了反应速率(re)

>rmm>re>rb

>re

,巳知E>吕,E<巳,要提高产物B的产率,(B)降低温度;

出口处降低温度

出口处提高温度

已知活化能E>Ez,

(3)加入适当催化剂;

指前因子A>A。

那么

(1)降低反

(4)延长反应时间;其中能增加产

P比例的方法有:

(A)

(1)(3);(B)⑵⑷

(C)⑶(4);(D)⑵(3)

40.

复杂反应表观速率常数k与各基元反应速率常数间的关系为k=k2(k〃2k4)1/2,

则表观活化能与各基元活化能E间的关系为:

(A)Ea=E2+?

(E-2EO;

1/2

(C)Ea=E2+(B-Et)

(B)Ea=E2+?

(E1-E);(D)Ea=E23?

(E1/2E4)。

1.在294.2K时,一级反应A—tC,直接进行时A的半衰期为1000分钟,温度升高

45.76K,则反应开始0.1分钟后,A的浓度降到初始浓度的1/1024;若改变反应条件,使反应分两步进行:

ABC,巳知两步活化能Ei=105.52kJ2mol

,E2=167.36kJ2mol—1,问500K时,该反应是直接进行,还是分步进行速率快(假定

频率因子不变)?

两者比值是多少?

2.400C时,反应NQ(g)―宀NO(g)+?

O2(g)是二级反应,产物对反应速率无影响,

NQ(g)的消失表示反应速率的速率常数k(dm32mol—12s—1)与温度(T7K)的关系

式为:

lgk=-25600/4.575T+8.8。

(1)若在400C时,将压强为26664Pa的NO(g)通入反应器中,使之发生上述

反应,试求反应器中压强达到31997Pa时所需要的时间?

(2)求此反应的活化能与指前因子。

3.设乙醛热分解CHCHG—tCH+CO是按下列历程进行的:

k1

CHCH*CH2+CHO;

CH2+CHCH+CHsCO2放热反应)

CHCO2—CH2+CO;

k4

CH2+CH32§C2H6。

(1)

d[CH4]/dt=?

ec-h=422.58kJ2mol—1,求该反应的表

用稳态近似法求出该反应的速率方程:

(2)巳知键焓eGC=355.64kJ2mol—1

观活化能。

4.

2310—3mol2dm—3的溶液作试验,在同

弱酸HA的电离常数Ka=3310—6,用浓度为

一温度下测得驰预时间t=6.9310—6秒,计算HA的离解与生成速率常数幻与k-1o

5.设某化合物分解反应为一级反应,若此化合物分解30%则无效,今测得温度323K、

333K\时分解反应速率常数分别是7.08310—4hr—1与1.7310—3hr—1,计算这个反应

的活化能,并求温度为298K时此化合物有效期是多少?

6.乙烯转化反应CH4—tC2H2+H2为一级反应。

在1073K时,要使50%的乙烯

分解,需要10ho已知该反应的活化能E=250.8kJ2mol—1,要求在1.316310—3h

内同样有50%乙烯转化,问反应温度应控制在多少?

7.对于加成反应A+B一P,在一定时间△t范围内有下列关系:

[P]/[A]=kr[A]心回n△t,其中kr为此反应的实验速率常数。

进一步实验表明:

[P]/[A]与[A]无关;[P]/[B]与[B]有关。

当△t=100h时:

[B](p?

)105

[P]/[B]0.040.01

(1)此反应对于每个反应物来说,级数各为若干?

(2)有人认为上述反应机理可能是:

2B:

——B2,K(平衡常数),快B+A:

——络合物,Kz(平衡常数),快

k3

B2+络合物、P+B,k3(速率常数),慢

导出其速率方程,并说明此机理有无道理。

&试用稳态近似法导出下面气相反应历程的速率方程:

-Jk

Ak2B,B+C—TD

并证明该反应在高压下呈一级反应,在低压下呈二级反应。

9.对于平行反应

k1口

ATk2*B

C,设Ea、E、E分别为总反应的表观活化能和两个平行

 

Ea二体1k2E2

反应的活化能,证明存在以下关系式:

k-ik2

第七章化学动力学

(1)练习题答案

一、判断题答案:

1•错。

若计量系数不同,则各反应组分表示的变化速率不相等,等于计量系数之比。

2•错。

总反应速率与其基元反应速率和反应机理有关,不一定是代数和关系。

3•对。

只有基元反应才有反应分子数,双分子反应一定是基元反应。

4.对。

—dc/dt=ko,零级反应一般是多相反应,例如NH在金属钨表面上分解反应,

反应速率只与吸附在钨表面上的NH多少有关,与容器中NH的浓度无关。

5.错。

一级反应也可能有两种反应物,其中另一个反应物是大量的或浓度不改变。

6•错。

例如一级反应,反应时间为半衰期2倍时,反应物才消耗四分之三。

7.错。

反应速率与反应级数无直接关系。

级数大,浓度对速率影响大。

&错。

可能是双分子反应,也可能不是双分子反应。

9.

(1)错。

这是一个复杂反应,不能说几分子反应。

(2)错。

双分子反应,当一个反应物大量时,可以变成一级反应。

(3)错。

例如H2+I2=2HI是2级反应,但不是简单反应。

(4)对。

因为简单反应即基元反应,反应分子数1,2,3,不可能是分数级反应。

10.错。

不一定生成更多的产物。

如可逆反应,是放热的,温度升高则正逆反应速率常

数都增加,但平衡常数减少,转化率减少,不利生成更多产物。

11.错,k=Aexp(—E/RT),k除了与E有关,还与A有关,若A»A,就可能k1>k2。

12.错,热效应与活化能之间没有直接关系,基元反应的活化能是不会小于零的。

13.错,对于反应达平衡时,是正、逆反应速率相等,正逆反应速率常数相等。

14.错,kdk2=(A1/A2)exp(E—E2)/RT由于两个反应活化能不同,随温度而改变。

15.错,复杂反应中只有连续反应的速率才决定于其中最慢的一步,平行反应则不然。

16.错。

该反应是放热反应,但中间产物的能量比反应物高,需要活化能的。

17.错。

正逆反应活化能不同,温度升高,正逆反应速率常数增加的倍数不同,平衡常

数改变。

18.错。

对一些复杂反应,质量作用定律也适用,女口H2+l2=2HI。

r=k[H2][l2],但复杂反

应的速率方程不能由质量作用定律得出。

19.错。

自由基反应是基元反应,A2+B2=AB的活化能为0,。

速率系数不随温度的升

高而增大

20.错。

只有级数相同的平行反应,各反应产物的浓度之比才为各反应速率常数之比。

二、单选题答案:

I.A;2.B;3.C;4.C;5.C;6.A;7.D;8.D;9.C;10.C;

II.D;12.C;13.B;14.B;15.A;16.B;17.B;18.B;19.D;20.B;

21.C;22.D;

23.C;

24.C;

25.D;26.C;

27.C;

28.D;

29.C;

30.B;

31.B;32.D;

说明:

33.D;

34.A;

35.B;36.D;

37.C;

38.C;

39.D;

40.B。

l".1".1".

1".z1".

1、302

r=

2O3,

-d[O2].

3dt

_d[O3]

2dt

空字二k[O3]2[O2]

dt

警二k'[O3]2[O2]

dt

kk'

3一2

2k

=3k

2、aAbB

r-

、dD

5

1dGkA

r匸

.abkcACb—

1dG.ab

-二kcAcBrdt

5

kbabI^dab

CacbCacb

bd

ab

二KCaCb

idta

kA_kB_kD

所以abd。

又因为a

3、反应速率r只能为正值,不能有正有负。

(C)错误。

d11d1」_i

0.3molsr0.3=0.15moldms

4、已知dt,Vdt2

怯==3r=0.45moldm's'

所以dt。

5、根据基元反应质量作用定律,基元反应速率只与反应物的浓度有关。

(C)错误。

6、用尝试法,假定是零级反应,co—c=kt,反应完全,则c=0时,t=C0/k,是零级反应。

或用n级动力学方程求解:

dcncdct

rkcnkdt

dt,'c0c、0,

反应完全,则c=0时,t=c°/k。

代入前式,可知

1

n-1

n=0。

1

c0

_n

二kt

1

7、r=k&CB

2

r0=ca.0cB,O。

r12=k(_2CA.0)(2cB,0^kcA,0cB,0

8

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