第十一章 动力学(一)习题解答
第十一章 习题解答
1、298K 时N 2O 5(g)分解反应其半衰期2
1t
为5.7h ，此值与N 2O 5的起始浓度无关，试求：
（1）该反应的速率常数。 （2）作用完成90%时所需时间。
解 半衰期与起始浓度无关的反应为一级反应，代入一级反应公式即可求
(1)
1
2
11216.07.52
ln 2ln -===
h h
t k (2) h h y k t 94.189
.011
ln 1216.0111ln 11=-=-=-
例、某气相反应的速率表示式分别用浓度和压力表示时为：r c =k c [A]n 和r p =k p p A n ，试求k c 与k p 之间的关系，设气体为理想气体。
解 因设气体为理想气体。所以 p A V=n A RT , p A =c A RT=[A]RT 设气相反应为 aA(g)→P(g)
则
n
A p A p p k dt
dp a r =-=1 将上面结果代入
n p p RT A k dt
RT A d a r )]([)]([1=-=
化简
c n c n n p r A k A RT k dt
A d a ===--][][)(}[11 k c 与k p 之间的关系为 1
)(-=n p
c RT k k 3、对于1/2级反应
k
R P ??→试证明：
（1）
112
2
01
[][]
2
R R kt -=； （2）
证 （1）2
1][][R k dt
R d r =-=，
??
=-
t
R
R kdt R R d 0
2
10
]
[][
积分
kt R R =-)][]([22
12
1
， 所以 kt R R 2
1]
[][2
1
2
10=
- （2）当
2
1t t =时，0][21
][R R =，代入（1）式 2102
102102102
1
])[12(2])[211(2)][21(][2R R R R kt -=-=??
? ??-=
所以 2102
1
])[12(2
R k
t -=
例、某人工放射性元素放出α粒子，半衰期为15min ，试问该试样有80%分解，需时若干？ 解 放射性元素分解为一级反应，
11min 0462.0min
152ln 2ln -===t k
m in 8.3480
.011ln m in 0462.0111ln 11
=-=-=-y k t
例、把一定量的PH 3(g)迅速引入温度为950K 的已抽空的容器中，待反应物达到该温度时开始计时（此时已有部分分解），测的实验数据如下：
已知反应 4PH 3(g)?→?k
P 4(g)+6H 2(g) 为一级反应，求该反应的速率常数k 值（设在t=∞时反应基本完成）。
解 对一级反应，其积分式为kt c c A
A =0,ln
，下面找出总压
p 与反应物浓度c A 间的关系，设c A =Mp+N ，
(1)
当t=0时，c A = c A,0，p=p 0，c A,0=M p 0+N (2) 当t=∞时，c A =0，p= p ∞，0= M p ∞+N (3) (2)－(3)式，得c A,0=M （p 0－p ∞） (4) (1)－(3)式，得c A =M （p －p ∞） (5)
(4)、(5)式代入一级反应积分式得kt p p p p =--∞
∞
0ln ，所以 当t=58s 时，
100222.034
.3685.3600
.3585.36ln 581ln 1-∞∞=--=--=s s p p p p t k 当t=108s 时，100221.068
.3685.3600.3585.36ln 1081ln 1-∞∞=--=--=s s p p p p t k
1
0222.0-=s
k
4、在298K 时，用旋光仪测定蔗糖在酸溶液中水解的转化速率，在不同时间所测得的旋光度（
t α）如下
试求该反应的速率常数k 值。
解 蔗糖在酸溶液中水解可按准一级反应处理，且蔗糖浓度与旋光度之间亦存在线性关系，即c A =M t α+N ，与上
题道理相同可得
∞
∞
--=
ααααt A A c c 00,，代入一级反应积分方程得kt t =--∞
∞
αααα0ln
，然后以)ln(∞-ααt 对t
作图，得一直线，斜率为-k ，求得1
3
min 102.5--?=k 。或将各组数据代入kt t =--∞
∞
αααα0ln
，求出k 值，然后取平均值，结果与作图求取一致。
6、含有相同物质的量的A 、B 溶液，等体积相混合，发生反应A+B →C ，在反应经过了1小时后，发现A 已消耗了75%，当反应时间为2小时后，在下列情况下，A 还剩余多少没有反应？
(1) 当该反应对A 为一级，对B 为零级； (2) 当该反应对A ，B 均为一级； (3)
当该反应对A ，B 均为零级。
解 (1) 一级反应时
114ln 75
.011ln 1111ln 1-=-=-=h h y t k
当t=2h 时
y
h h
-=-11ln 214ln 1
， 1-y=6.25% (2) 二级反应时，运用a=b 的二级反应公式
12375.0175.01111-=-??=-?=
h a
a h y y ta k 当t=2h 时
y
y a h h a -??=-12131， 1-y=14.3% (3)零级反应时
1075.075.011
1-=?==ah a h
ay t k
当t=2h 时
ay h
ah 21
75.01=
-， y=1.5＞1，说明A 早已作用完毕。 当y=1时A 刚好作用完，所需时间为
h a ah
ay k t 333.1175.01110=??==-。
7、在298K 时，NaOH 与CH 3
COOCH 3
皂化作用的速率常数k 2
与NaOH 和CH 3
COOC 2
H 5
皂化作用的速率常数'
2
k 的关系为k 2
=2.8'
2k 。试问在相同的实验条件下，当有90%的CH 3
COOCH
3被分解时，CH 3COOC 2H 5的分解百分
数为若干？（设碱与酯的浓度均相等） 解 碱与酯的皂化作用是典型的二级反应，所以
y
y ta k -=
112，
'
'
'
211y y ta k -=
8.211'
'
'2
2=--=y y y y k k ， 解得'y =0.76或'y =76%。 9、对反应2NO(g)+2H 2(g)→N 2(g)+H 2O(l)进行了研究，起始时NO 与H 2的物质的量相等。采用不同的起始压力相
应的有不同的半衰期，实验数据为
求该反应级数为若干？
解 已知n 级反应半衰期的表示式为
n
n n Ap n k p t ---=--=
101
12
1)
1(12
取对数 02
1ln )1(ln ln p n A t -+=
以21ln t ～
0ln p 作图，得一直线，斜率为1-n ，求得n ≈3。或用下述公式
)
/ln()
/ln(10'
0'2121p p t t n +
=
代入各组数据，求出n 值，然后取平均值得3=n 。
10、已知某反应的速率方程可表示为[][][]r k A B C αβγ
=，请根据下列实验数据，分别确定该反应对各反应物
的级数
α、β和
γ的值并计算速率系数k 。
解 根据反应的速率方程，将四组实验数据代入得
55.0100.0100.0050.010k αβγ-?=??? (1) 55.0100.0100.0050.015k αβγ-?=??? (2) 52.5100.0100.0100.010k αβγ-?=??? (3) 514.1100.0200.0050.010k αβγ-?=??? (4)
(1)/(2)得1(0.01/0.015)γ
=
，解得
0γ=
(1)/(3)得2
(0.005/0.010)(1/2)ββ
==，解得
1β=-
(4)/(1)得14.1/5
(0.020/0.010)2αα==，ln(14.1/5)ln 2 1.5α==
(3)式取对数
5
ln(2.510)ln 1.5ln 0.010ln 0.010k -?=+- 5ln ln(2.510) 1.5ln 0.010ln 0.0108.294k -=?-+=-
解得k=2.5×10-4(mol·dm -3)1/2·s -1
12、某抗菌素在人体血液中呈现简单级数的反应，如果给病人在上午8点注射一针抗菌素，然后在不同时刻t 测定抗菌素在血液中的浓度c(以mg/100cm 3表示)，得到如下数据：
t/h 4 8 12 16 c/( mg/100cm 3)
0.480
0.326
0.222
0.151
(1)
确定反应级数；
(2) 求反应的速率常数k 和半衰期2
1t ；
(3)
若抗菌素在血液中的浓度不低于0.37 mg/100cm 3才为有效，问约何时该注射第二针？
解 (1) 以lnc 对t 作图，得一直线，说明该反应是一级反应。数据见下表：
t/h
4 8 12 16 ln[c/( mg/100cm 3)]
-0.734
-1.121
-1.505
-1.890
作图如右所示。直线的斜率为-0.09629。
(2) 直线的斜率m=-(k/h -1)= -0.09629, 所以k = 0.09629 h -1。
h h k t 198.709629.02ln 2ln 1
2
1===-
(3)以第一组数据求出c 0值
kt c c =0
ln h h c 409629.048
.0ln 10?=-
c 0=0.705 mg/100cm 3
h h c c k t 7.637
.0705.0ln 09629.01ln 11
0===-。6.7hr
应在6.7hr 后注射第二针。
13、在抽空的刚性容器中，引入一定量纯A 气体（压力为p 0）发生如下反应：A(g)→B(g)+2C(g)，设反应能进行完全，经恒温到323K 时开始计时，测定总压随时间的变化关系如下：
求该反应的级数及速率常数。
解 此题的关键是找出反应物A 的分压随时间的变化规律。题中给出的是总压，因此要通过反应方程式找出A 的分压与总压间的定量关系。
设开始计时时A 的分压为p 0，B 的分压为p ’，计时后某时刻A 的分压为p ，
A(g) → B(g) + 2C(g)
t=0 p 0 p ’ 2p ’ p 总(0) t=t p (p 0 – p)+ p ’ 2(p 0 – p)+2p ’ p 总(t) t=∞ 0 p 0+p ’ 2(p 0 + p ’) p 总(∞) p 总(0)= p 0 +3p ’=53.33kPa (1) p 总(t)=3(p 0 + p ’)-2p (2) p 总(∞)= 3(p 0+ p ’)=106.66kPa (3) 由方程(1)、(3)，解得
p ’=8.893kPa ； p 0 =26.66kPa
由方程(2), 当p 总(t)=73.33 kPa 时, p =16.67 kPa 当p 总(t)=80.00 kPa 时, p =13.33 kPa
由尝试法求反应级数，将两组数据代入二级反应的速率方程
t k p p p =-0
11
min 3066.261
67.161?=-p k kPa
kPa ， k p =7.5×10-4(kPa)-1·min -1
min 5066.261
33.131?=-p k kPa
kPa , k p =7.5×10-4(kPa)-1·min -1
k p 值为一常数，说明该反应为二级反应，k p 值为7.5×10-4(kPa)-1·min -1。
15、当有碘存在作为催化剂时，氯苯(C 6H 5Cl)与氯在CS 2溶液中有如下的平行反应（均为二级反应）：
C 6H 5Cl+Cl 2?→?
1
k HCl+邻-C 6H 4Cl 2 C 6H 5Cl+Cl 2
?→?2
k HCl+对-C 6H 4Cl 2
设在温度和碘的浓度一定时，C 6H 5Cl 和Cl 2在CS 2溶液中的起始浓度均为0.5mol ·dm -3, 30min 后有15%的C 6H 5Cl 转化为邻-C 6H 4Cl 2，有25%的C 6H 5Cl 转化为对-C 6H 4Cl 2，试计算k 1和k 2。 解 设邻-C 6H 4Cl 2和对-C 6H 4Cl 2在反应到30min 时的浓度分别为x 1和x 2。
x 1=0.5mol ·dm -3×15%=0.075 mol ·dm -3 x 2=0.5mol ·dm -3×25%=0.125 mol ·dm -3 x= x 1+ x 2=0.20 mol ·dm -3 因为是双二级平行反应，其积分方程为
t k k a
x a )(1
1
21+=--
1
321)(5.012.05.01min 301111--???
? ??--?=??? ??--=+dm mol a x a t k k
=0.0444(mol ·dm -3)-1·min -1
又知 k 1/k 2=x 1/x 2=0.075/0.125=0.6 解得 k 1=1.67×10-2(mol ·dm -3)-1·min -1
k 2=2.78×10-2(mol ·dm -3)-1·min -1。 16、有正、逆反应各为一级的对峙反应：
已知两个半衰期均为10min ，今从D-R 1R 2R 3CBr 的物质的量为1.0mol 开始，试计算10min 之后，可得L-R 1R 2R 3CBr 若干？
解 对正、逆反应各为一级的对峙反应，利用平衡数据，可得产物浓度x 与时间t 的积分方程为
t k x
x x a x e e
e 1ln =- 已知两个半衰期相同，即k 1=k -1, 或x e /(a-x e )= k 1/k -1=1, 将a=1.0mol 代入，得x e =0.5mol 。又k 1=ln2/(10min)=0.0693min -1，代入积分方程
min 105.05
.0ln min 0693.00.15.0ln 1
1=-?=-=-x
mol mol x x x ak x t e e e
解得x=0.375mol ，即10min 之后，可得L-R 1R 2R 3CBr0.375mol 。
17、某反应在300K 时进行，完成40%需时24min 。如果保持其它条件不变，在340K 时进行，同样完成40%，需时6.4min 。求该反应的实验活化能。
解 要求反应的活化能，须知两个温度时的速率系数，设反应为n 级，则
,00
A
A c t A
n c A
dc k dt kt c -==??，在保持其它条件不变，两个温度下反应都同样完成40%的情况下，积分式的左边
应不变，而右边的kt 随温度变化而变化，因此有k 1t 1=k 2t 2，即k 2/k 1= t 1/t 2，据阿累尼乌斯方程
ln(k 2/k 1)=ln(t 1/t 2)=-(E a /R)(1/T 2-1/T 1)
-111212ln(/)8.314J mol K ln(24/6.4)1/1/1/300K 1/340K
a R t t E T T -??==--
=28022J·mol -1=28.022kJ·mol -1
例：硝基异丙烷在水溶液中与碱的中和反应是二级反应，其速率常数可用下式表示：
383.27/4
.7284]}min )/[(ln{1
1
3+-=??---K
T dm mol k
（1） 计算反应的活化能E a 。
（2）
在283 K 时，若硝基异丙烷与碱的浓度均为0.008mol ·dm -3，求反应的半衰期。
解 (1)由阿累尼乌斯方程知K R
E a
4.7284=，则E a =7284.4K ·R=60.56kJ ·mol -1 (2)
643.1383.27283
4.7284ln =+-=k ， k=
5.17(mol ·dm -3)-1·min -1
m in 18.24008.0)(17.5113
322
1=???==--dm
mol dm mol a k t
21、在673 K 时，设反应NO 2(g)=NO(g)+(1/2)O 2(g)可以进行完全，产物对反应速率无影响，经实验证明该反应是二
级反应
2
22][][NO k dt
NO d =-，k 与温度T 之间的关系为
27.20/7
.12886]})/[(ln{1
1
3+-=??---K
T s dm mol k
（1） 求此反应的指数前因子A 及实验活化能E a 。
（2）
若在673 K 时，将NO 2(g)通入反应器，使其压力为26.66kPa ，然后发生上述反应，试计算反应器中的压力达到32.0 kPa 时所需的时间（设气体为理想气体）。
解 （1）对照阿累尼乌斯公式RT
E A k a
-=ln ln
27.20]})/[(ln{113=??---s dm mol A ， A=6.36×108(mol ·dm -3)-1·s -1
E a /R=12886.7K, E a =107.1kJ ·mol -1。
（2）将NO 2(g)用A 表示，因是二级反应，p A 与时间t 的关系式为
t
k p p p A A =-0
,11 题中所给k 与温度T 之间的关系是k c ，代入温度673 K
122.127.20673
7
.12886ln =+-=c k
k c =3.07(mol ·dm -3)-1·s -1
二级反应
RT
k k c
p =
找出反应中A 的分压与总压间的关系
NO 2(g) = NO(g)+(1/2)O 2(g)
t=0 p A,0 0 0 t=t p A,0-p p (1/2) p
p 总= p A,0-p + p +(1/2) p= p A,0+(1/2) p=26.66kPa+(1/2) p=32.0 kPa
解得 p=10.68 kPa ，p A = p A,0-p=26.66kPa-10.68 kPa=15.98 kPa
所以???
?
??-=????
??-=
0,0,11111
A A c A A p
p
p k RT p
p k t s kPa kPa s mol dm K mol K J 7.4566.26198.15107.3673)314.8(1
1311=??
? ??-??????=---- 例、已知对峙反应
在不同温度下的k 值为：
T/K
1
621
min --??dm mol k
1
311
min ---??dm mol k
600 6.63×105 8.39 645
6.52×105
40.7
试计算：（1）不同温度下反应的平衡常数值。
（2）该反应的Δr U m （设该值与温度无关）和600 K 时的Δr H m 。
解 (1)3
141
3116251110902.7min 39.8min 1063.6)600()600()600(dm mol dm mol dm mol K k K k K K c ??=?????==------
3
141
3116251110602.1min 7.40min 1052.6)645()645()645(dm mol dm mol dm mol K k K k K K c ??=?????==------
(2)???
? ??-?=121212)()(ln T T T T R
U T K T K m r c c , ??
?
????-?=??K K K R
U m r 600645)600645(10902.710602.1ln 44 解得 Δr U m = -114.1kJ ·mol -1
Δr H m =Δr U m +
RT i
∑ν= -114.1 kJ ·mol -1
+(-1)×(600K)R
= -119.1 kJ ·mol -1。
25、设有一反应2A(g)+B(g)→G(g)+H(s)在某恒温密闭容器中进行，开始时A 和B 的物质的量之比为2:1，起始总压为3.0kPa ，在400K 时，60s 后容器中的总压力为2.0kPa ，设该反应的速率方程为
1.50.5B p A B dp k p p dt
-=
实验活化能为100k J ·mol -1
。
（1）求400K 时，150s 后容器中B 的分压为若干？
（2）求500K 时，重复上述实验，求50s 后容器中B 的分压为若干？ 解 (1)因为T 、V 恒定，所以n A :n B =
00
A B :2:1p p =，即00A B 2p p =和A B 2p p =，则
1.50.5 1.50.52
1(2)B p A B p B B B dp k p p k p p k p dt
-===
反应过程中总压力与B 的分压间的关系
2A(g)+B(g) → G(g)+H(s)
t = 0 0B 2p 0
B p 0 00B 3p p =总 t = t B 2p B p 0B p -B p 0B B 2p p p =+总
二级反应的积分方程为
10B B
11
k t p p -=，当t =60s 时 0
0B B 11111()[][23]kPa=0.5kPa 22323
p p p p p =-=-=-?总总总
111
60s 0.5kPa 1.0kPa
k -=?
110.0167(kPa s)k -=?
当t =150s 时，
1B 110.0167(kPa s)150s 1.0kPa
p --=?? 求得p B =0.285kPa 。
(2)设500K 时反应的速率常数为k 2。
2
12111ln a E k k R T T ??=-- ???
，值得注意的是，这里的
k 是c k ，而本题中的k 是
p k ，对二级反应
c p k k RT =?，则22
1211
11ln ln
a E k T k R T T T ??=--- ???
312-1-11
10010J mol 11500K
ln ln 0.0167(kPa s)8.314J K mol 500K 400K 400K k --????=-?-- ??????
12 5.466(kPa s)k -=?
50s 后
1B 11
5.466(kPa s)50s 1.0kPa
p --=?? 解得p B =3.646×10-3kPa=3.646Pa
例、乙醛的离解反应CH 3CHO=CH 4+CO 是由下面几个步骤构成的
CHO CH CHO CH k +?→?33
1
CO CH CH CHO CH CH k 34332+?→?+
CO CH CO CH k +?→?33
3 6234
2H C CH k ?→?
试用稳态近似法导出
2
332
14
124][2]
[CHO CH k k k dt CH d ???
? ??= 解
]][[]
[3324CHO CH CH k dt
CH d = (1)
0][2][]][[][]
[23433332313=-+-=CH k CO CH k CHO CH CH k CHO CH k dt
CH d (2)
0][]][[]
[333323=-=CO CH k CHO CH CH k dt
CO CH d (3)
(2)+(3)
23431][2][CH k CHO CH k =
得 2132
1413][2][CHO CH k k CH ???
? ??= (4)
(4)式代入(1)式得
2
332
14
124][2]
[CHO CH k k k dt CH d ???
? ??= 例、光气热分解的总反应为COCl 2=CO+Cl 2，该反应的历程为
(1)
Cl 2
2Cl
(2) Cl + COCl 2→CO+Cl 3 (3) Cl 3
Cl 2 + Cl
其中反应(2)为速决步，(1) 、(3)是快速对峙反应，试证明反应的速率方程为
2122]][[Cl COCl k dt
dx
= 解 因为反应速率取决于最慢的一步，所以
]][[22COCl Cl k dt
dx
= 由第一步对峙反应得]
[][22Cl Cl K =，则212
])[(][Cl K Cl = 所以
122212212]][[]][[Cl COCl k Cl COCl K k dt
dx
==。 得证。 26、气相反应合成HBr ，H 2(g)+Br 2(g)=2HBr(g)其反应历程为
(1) Br 2+M 1
k
??
→2Br ·+M (2) Br ·+H 2
2k ??→HBr+H ·
(3) H ·+Br 23
k
??→HBr+Br ·
(4) H ·+ HBr
4
k ??→H 2+Br · (5) Br ·+Br ·+M
5
k ??→Br 2+M
①试推导HBr 生成反应的速率方程；
②已知键能数据如下，估算各基元反应之活化能。
化学键 Br —Br H —Br H —H ?/(kJ·mol -1)
192
364
435
解 ① d[HBr]/dt=k 2[Br ·][H 2]+k 3[H ·][Br 2] -k 4[H ·][HBr] (1)
d[Br ·]/dt=2k 1[Br 2][M]-k 2[Br ·][H 2]+k 3[H ·][Br 2]+k 4[H ·][HBr]
-2k 5[Br ·]2[M]=0 (2)
d[H ·]/dt=k 2[Br ·][H 2]-k 3[H ·][Br 2]-k 4[H ·][HBr]=0 (3) (3)代入(2)得 2k 1[Br 2][M]=2k 5[Br ·]2[M]，[Br ·]={k 1[Br 2]/k 5}1/2 (4) 由(3)得 [H ·]= k 2[Br ·][H 2]/{ k 3[Br 2]+ k 4[HBr]} (5) (4)代入(5) [H ·]= k 2{k 1[Br 2]/k 5}1/2[H 2]/{ k 3[Br 2]+ k 4[HBr]} (6) (3)、(6)代入(1)
d[HBr]/dt=2 k 3[H ·][Br 2]
= 2 k 3 k 2{k 1[Br 2]/k 5}1/2[H 2] [Br 2]/{ k 3[Br 2]+ k 4[HBr]}
=2 k 3 k 2{k 1/k 5}1/2[H 2] [Br 2]3/2/{ k 3[Br 2]+ k 4[HBr]} (7) (7)式即为所求速率方程。 ② 各基元反应活化能为
(1) Br 2+M 1
k
??→2Br ·+M ， E a1=192 kJ·mol -1
(2) Br ·+H 22k ??→HBr+H ·， E a2=435 kJ·mol -1×0.055=23.9 kJ·mol -1
(3) H ·+Br 23
k
??→HBr+Br ·， E a3=192 kJ·
mol -1×0.055=10.6 kJ·mol -1 (4) H ·+ HBr
4
k ??→H 2+Br ·， E a4=364 kJ·mol -1×0.055=20.0 kJ·mol -1
(5) Br ·+Br ·+M
5
k ??→Br 2+M ， E a5=0 32、实验测得气相反应I 2(g)+H 2(g)
k
??→2HI(g)是二级反应，在
673.2K 时，其反应的速率常数为
k=9.869×10-9(kPa·s)-1。现在一反应器中加入50.663kPa 的H 2(g)，反应器中已含有过量的固体碘，固体碘在673.2K 时的蒸汽压为121.59kPa （假定固体碘和它的蒸汽很快达成平衡），且没有逆向反应。
(1)计算所加入的H 2(g)反应掉一半所需要的时间； (2)证明下面反应机理是否正确。
11
2I ()
2I()k k g g - 快速平衡，K=k 1/k -1
H 2(g) + 2I(g)
2
k ??→2HI(g) 慢步骤 解 (1)因含有过量的固体碘，且与其蒸汽很快达成平衡，可视为I 2(g)的量不变，所以
222[I ()][H ()]'[H ()]r k g g k g == 反应由二级成为准一级反应
91612'[I ()]9.86910(kPa s)121.59kPa=1.210s k k g ----==????
615122
(H )ln 2/'ln 2/(1.210s ) 5.77610s t k --==?=?
(2)由慢步骤2
221d[HI][H ][I]2d r k t
=
=，由快平衡2
2112211[I][I][I ][I ]k k k k --=?=? 代入速率方程得
1
222221
[H ()][I ()][H ()][I ()]k r k g g k g g k -==
与实验结果相符，证明反应机理是正确的。 34、有正、逆反应均为一级的对峙反应11
A
B k k -，已知其速率常数和平衡常数与温度的关系分别为：
112000
lg(/s ) 4.0/K
k T -=-
+
2000lg 4.0/K
K T =- K=k 1/k -1
反应开始时，[A]0=0.5mol·dm -3, [B]0=0.05mol·dm -3。试计算：
(1)逆反应的活化能；
(2)400K 时，反应10s 后，A 和B 的浓度； (3) 400K 时，反应达平衡时，A 和B 的浓度。
解 (1)由1
12000lg(/s ) 4.0/K k T -=-
+得11 2.3032000
ln(/s ) 2.303 4.0/K
k T -?=-+?
比较阿累尼乌斯方程，E a1=2.303×2000R
由2000lg 4.0/K K T =
-得 2.3032000ln 2.303 4.0/K
K T ?=-?，进一步得
r m r m 2.3032000H R U ?=-?=?
则E a,-1=E a,1-Δr U m =2.303×2000R-(-2.303×2000R)=2×2.303×2000R
=76.59kJ·mol -1
(2)令[A]0=a ，[B]0=b ，t 时刻A 的消耗量为x ，则
11
A
B k k -
t=0 a b
t=t a-x b+x
11()()dx
r k a x k b x dt
-=
=--+ 令k 1a-k -1b=A ，k 1+ k -1=B ，则A B dx
x dt
=-，定积分 0
001(A B )1A B ln A B B A B B A
x
x t dx d x x
dt t x x --=-=-==--?
??
由
1
12000
lg(/s ) 4.0/K k T -=-+得k 1=0.1s -1
由
2000lg 4.0/K
K T =-得K=10，k -1= k 1/K=0.01 s -1
于是 A=k 1a-k -1b=0.1s -1×0.5mol·dm -3-0.01s -1×0.05mol·dm -3
=0.0495 s -1·mol·dm -3
B= k 1+ k -1=0.1s -1+0.01 s -1=0.11 s -1
将A 、B 值代入定积分式得
B 0.111033A 0.0495(1)(1)mol dm 0.3mol dm B 0.11
t
x e e --?--=-=-?=?
反应10s 后，A 的浓度为 a-x=(0.5-0.3) mol·dm -3=0.2 mol·dm -3 B 的浓度为 b+x=(0.05+0.3) mol·dm -3=0.35 mol·dm -3
(3)反应达平衡时
11()()e e k a x k b x --=+
110.1
100.01
e e b x k a x k -+===-
解得x e =0.45 mol·dm -3，A 的浓度为a-x e =(0.5-0.45) mol·dm -3=0.05 mol·dm -3， B 的浓度为b+x e =(0.05+0.45) mol·dm -3=0.5 mol·dm -3。
35、已知组成蛋白质的卵白朊的热变作用为一级反应，其活化能约为E a =85kJ ·mol -1。在与海平面同高度处的沸水中，“煮熟”一个蛋需10分钟，试求在海拔2213米高的山顶上的沸水中，“煮熟”一个蛋需多长时间？设空气组成的体积分数为N 2(g)为0.8，O 2(g)为0.2，空气按高度分布服从公式p=p 0e -Mgh/RT ,假设气体从海平面到山顶的温度都保持为293K ，已知水的正常汽化热为2.278 kJ·g -1。 解 求出空气的平均摩尔质量
2222111N N O O (280.8320.2)g mol 28.8g mol 0.0288kg mol M M x M x ---=+=?+??=?=?
水的摩尔汽化热Δvap H m =2.278 kJ·g -1×18g·mol -1=41.004 kJ·mol -1
首先应求出山顶上空气的压力以及山顶上沸水的“温度”，由气压分布公式变形得
0ln p Mgh
p RT =- （1）
由克—克方程可求出山顶上水的“沸点”T b
011ln 373vap m b H p p R T ???=-- ??? （2）
（1）（2）两式联立解得T b =365.9K ，由阿累尼乌斯方程可求出365.9K 和373K 时分别煮蛋的速率常数之比 ??
?
??--=37319.3651)373()9.365(ln
R E K k K k a
将E a =85000J·mol -1代入，得
59.0)
373()
9.365(=K k K k ，其它条件相同时
k(365.9K)·t(365.9K)= k(373K)·t(373K)
∴ t(365.9K)= t(373K)·k(373K)/ k(365.9K)=10min/0.59=17min
第十一章 化学动力学
第十一章化学动力学 一．填空题 1．反应2A →B 为基元反应， k A是与A的消耗速率相对应的速率常数。若用B的生成速率及k A表示反应的反应速率时，则其速率方程（）。 2．已知某反应的反应物无论其起始浓度c A0为多少，反应掉c A0的2/3时所需的时间均相同，所以该反应为（）级反应。 3．已知反应（1）和（2）具有相同的指前因子，测得在相同温度下升高20K时,反应（1）和（2）的反应速率分别提高2倍和3倍，说明反应（1）的活化能E a1（）反应（2）的活化能E a2，而且同一温度下，反应（1）的k1（）反应（2）的k2. 4．某复合反应由以下的基元反应组成： 2B D C B物质的净速率dc B/dt与各物质浓度的关系，即dc B/dt=（）；及A物质的净速率-dc A/dt与各物质浓度的关系，即-dc A/dt=（）。 5．半衰期为10天的某放射性元素净重8g，40天后其净重为（）g。 6．某基元反应mA → P，c A的单位是mol·dm-3,时间的单位是s，则速率常数k的单位是（）。 二．单项选择题 1．反应A→B，若开始时c B,0=0，A的起始浓度为c A,0，当反应物A完全转化为B时，需时为t，而反应掉A的起始浓度c A,0之一半时，所需时间为t1/2，测得t/ t1/2=2，则此反应的级数为（）。 （A）零级（B）一级（C）3/2级（D）二级 2．反应2A→3B，其速率方程可表示为 -dc A/dt=k A c A2c B-1或dc B/dt=k B c A2c B-1 则两者的速率常数之比，即k A/k B=（）。 （A）2 （B）2/3 （C）3/2 （D）3 3．反应A+B →C+D其活化能E a= 30 kJ·mol-1。在500K下，升高温度1K时，得k(501K)/ k(500K)；若同一反应在1000K下，升高温度1K时，也得k(1001K)/ k(1000K)，那么k(501K)/ k(500K)（）k(1001K)/ k(1000K)。 （A）小于（B）等于（C）大于（D）无法确定 4．对于反应A→B，如果起始浓度减少一半，半衰期缩短一半，则该反应级数为：（） （A）零级（B）一级 （C）二级（D）三级 5. 某反应的活化能Ea为80kJ.mol-1，则该反应温度由20℃增加到30℃时，其反应速率常数约为原来的： ( ) （A）二倍（B）三倍 （C）四倍（D）五倍
物理化学 第11章 化学动力学
思考题： 1. 已知在氧气存在的情况下，臭氧的分解反应： 2332O O →，其速率方程为： 122333)]([)]()[() (-=- O c O c O k dt O dc ①该反应的总级数n=? 解释臭氧的分解速率与氧的浓度的关系。 ②若以 dt O dc ) (2表示反应速率，)(2O k 表示相应的反应速率系数，写出该反应的速率方程。 ③指出dt O dc )(3- 与dt O dc ) (2之间的关系，以及)(3O k 和)(2O k 的关系。 ④该反应是否为基元反应？为什么？ 2. 阿伦尼乌斯方程RT E a e k k -=0中RT E a e -一项的含义是什么？1>-RT E a e ，1<-RT E a e ， 1=-RT E a e ，那种情况是最不可能出现的？那种情况是最可能出现的？ 3. 总级数为零的反应可能是基元反应么？解释原因。 答: 不可能，因为基元反应的总级数等于反应分子数。由于反应分子数一定大于零，故总级数也一定大于零，不可能为零。 选择题： 1. 关于下列反应，说法正确的是 （D ） ① 2NH 3 = N 2 + 3H 3 ② Pb(C 2H 5)4 = Pb + 4C 2H 5· ③ 2H + 2O = H 2O 2 ④ 2N 2O 5 = 4NO 2 + O 2 ⑤ 2HBr = H 2 + Br 2 A ．都是基元反应 B ．⑤是基元反应 C. ①②④是基元反应 D. 都不是基元反应 2. 反应2O 3 = 3O 2的速率方程为12 2 33-??=- O O O c c k dt dc 或 1 223 2-??'=O O O c c k dt dc ，则k 与k ’的关系为（?） A ． k = k ’ B ． 3k = 2k ’ C. 2k = 3k ’ D. -k/2 = k ’ /3 3. 某反应速率常数的量纲为（浓度）-1·（时间）-1，该反应为（B ） A ．一级反应 B ．二级反应 C. 三级反应 D. 零级反应 4. 某反应的速率常数为0.099 min -1，反应物初始浓度为0.2 mol ·L -1，则反应的半衰期为 （A ） A ．7 min B ．1.01 min C. 4.04 min D. 50.5 min 5. 某反应的反应物消耗掉3/4的时间是其半衰期的2倍，则该反应的级数为（A ） A ．一级 B ．二级 C. 三级 D. 零级 6. 基元反应的级数（?） A ．总是小于反应分子数 B ．总是大于反应分子数 C. 总是等于反应分子数 D. 有可能与反应分子数不一致 7. 已知某反应历程 A + M = A* + M ； A* = B + C ，则该反应是（? ） A ．二级反应 B ．双分子反应 C. 基元反应 D. 复杂反应
4第十一章化学动力学分析
物化第十一章 化学动力学 习题 一、名词解释 1.反应机理 2. 基元反应 3. 反应级数 4. 反应分子数 5. 反应速率常数 6. 半衰期 二、简答题 1. 反应级数和反应分子数有何区别？ 2. 简述零级反应的主要特征有哪些？ 3. 简述一级反应的主要特征有哪些？ 4. 简述二级反应的主要特征有哪些？ 5. 已知气相反应2HI=H 2+I 2之正、逆反应都是二级反应： （1）问正、逆反应速率常数k 、k '与平衡常数K 的关系是什么？ （2）问正、逆反应的活化能与正反应恒容反应热的关系是什么？ 6. 阈能的物理意义是什么？它与阿累尼乌斯经验活化能E a 在数值上的关系如何？ 7. 对于连串反应A ?→? 1k B ?→?2k C ，若E 1
第11章浮力与升力补充习题
浮力与升力补充习题 1.体积相同的实心铜球与铅球都浸没在水中，则（） A.铜球受的浮力大 B. 两球受的浮力一样大 C.铅球受的浮力大 D. 无法比较 2.两只乒乓球分别用细线吊在同一 高度并相距8cm左右，如图9-14所示, 如果向两乒乓球中间吹气（气流方向与纸面垂直），则两乒乓球将（） A.不动 B. 向两边分开 C.向中间靠近 D. 向纸内运动 3.一艘轮船从东海驶入长江后，它所受的浮力（） A.变小 B. 不变 C. 变大 D. 不能确定 4?潜水艇在水中可以自由的上浮和下沉，它的浮沉是靠改变下列哪个物理量来实现的 （） A.所受的浮力 B ?水的密度 C ?自身的重力 D ?水的压强 5.把一个重为10N体积为0.8dm3的物体浸没在水中，放手后该物体将（） A.上浮 B .下沉 C .悬浮 D .无法确定 6.下列说法正确的是（） A.用盐水选种时，瘪谷子会浮起来，饱满的谷子会沉下去，因为盐水对饱满谷子无浮力作用 B.铁块放在水中要沉下去，放在水银中会浮起来，因为只有水银对铁块有浮力作用 C.一块石头从屋顶上自由落下，可见空气对石头没有浮力作用 D.所有的液体和气体对浸在它们里面的物体都有浮力作用 7.一个均匀圆柱体悬浮在液体中，如果把圆柱体截成大小不等的两部分，再放入该液体中，则（） A.两部分都上浮 B.两部分都悬浮 C.体积大的上浮，体积小的下沉 D.体积小的上浮，体积大的下沉 8.关于物体受到的浮力，下列说法中正确的是（）
A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大 C.物体没入水中越深受到的浮力越大 9.大军将一支密度计分别放入两种不同的液体中，如图9-15所示。若两种液体的密度分别 P甲、p乙，静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙，则( ) A.p甲〉p乙F 甲=F乙 B.p甲＜p乙F甲＞F乙 C.p乙〉p甲F甲＜F乙 D.p乙〉p甲F 甲=F乙 10.用图像来描述物理过程或物理规律是很直观的。如图9-16 (a) —立方体木块，下 面用一段细线与之相连，细线另一端固定在在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得 ( ) 11.饺子是大家喜爱的食品，在水中煮一会儿会漂起来，是因 为饺子受热膨胀，浮力___________ (填“变大” “变小”或“不 图 9-15 D.物体的密度越大受到的浮力越大 9-16 多)。现向容器中慢慢加水，如图9-16 (b)所示。若细线中的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示。那么, 在图9-17中可以正确描述拉力F随随深度h的变化关系的图像是甲无 图 9-17 图 9-18
第十一章 化学动力学基础(一)习题
化学动力学基础（一） 一、简答题 1.反应Pb(C 2H 5)4=Pb+4C 2H 5是否可能为基元反应？为什么？ 2.某反应物消耗掉50％和75％时所需要的时间分别为t 1/2和 t 1/4，若反应对该反应物分别是一级、二级和三级，则t 1/2： t 1/4的比值分别是多少？ 3.请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征？平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征？ 4.从反应机理推导速率方程时通常有哪几种近似方法？各有什么适用条件？ 5.某一反应进行完全所需时间时有限的，且等于k c 0（C 0为反应物起始浓度），则该反应是几级反应？ 6. 质量作用定律对于总反应式为什么不一定正确？ 7. 根据质量作用定律写出下列基元反应速率表达式: （1）A+B→2P （2）2A+B→2P （3）A+2B→P+2s （4）2Cl 2+M→Cl 2+M 8.典型复杂反应的动力学特征如何? 9.什么是链反应?有哪几种? 10.如何解释支链反应引起爆炸的高界限和低界限? 11.催化剂加速化学反应的原因是什么? 二、证明题 1、某环氧烷受热分解，反应机理如下： 稳定产物?→??+?+??→??++??→??? +??→?432134 33k k k k CH R CH R CH RH CO CH R H R RH
证明反应速率方程为()()RH kc dt CH dc =4 2、证明对理想气体系统的n 级简单反应，其速率常数()n c p RT k k -=1。 三、计算题 1、反应2222SO Cl SO +Cl →为一级气相反应，320℃时512.210s k --=?。问在320℃ 加热90min ，22SO Cl 的分解百分数为若干？[答案：11.20%] 2、某二级反应A+B C →初速度为133105---???s dm mol ，两反应物的初浓度皆为 32.0-?dm mol ，求k 。[答案：11325.1---??=s mol dm k ] 3、781K 时22H +I 2HI →，反应的速率常数3-1-1HI 80.2dm mol s k =??，求2H k 。[答 案：113min 1.41---??=mol dm k ] 4、双光气分解反应32ClCOOCCl (g)2COCl (g)→可以进行完全，将反应物置于密 闭恒容容器中，保持280℃，于不同时间测得总压p 如下： [答案： 1.1581a =≈;-14-12.112h 5.8710s k -==?] 5、有正逆反应均为一级反应的对峙反应： D-R 1R 2R 32L-R 1R 2R 3CBr 已知半衰期均为10min ，今从D-R 1R 2R 3CBr 的物质的量为1.0mol 开始，试计算10min 之后，可得L-R 1R 2R 3CBr 若干？[答案：0.375mol] 6、在某温度时，一级反应A →B ，反应速率为0.10mol ·dm -3·s -1时A 的转化率 为75%，已知A 的初始浓度为0.50mol ·dm -3，求(1)起始反应初速率；(2)速率常数。[答案：r 0=0.40s -1 ; k = 0.80 dm 3·mol -1·s -1 ] 7、在某温度时，对于反应A+B →P ，当反应物初始浓度为0.446和0.166mol ·dm -3 时，测 得反应的半衰期分别为4.80和12.90min ，求反应级数。[答案：2] 8、某二级反应，已知两种反应物初始浓度均为0.1mol ·dm -3，反应15min 后变
第十一章 化学动力学(1)
第十一章 化学动力学 11.1 反应SO 2Cl 2（g ）→SO 2Cl （g ）+ Cl 2（g ）为一级气相反应，320 ℃时k =2.2×10-5s -1。 问在320℃加热90 min SO 2Cl 2（g ）的分解分数为若干？ 解：根据一级反应速率方程的积分式 1 ln 1-kt x = 即有：51 ln 2.21090601-x -=??? x = 11.20% 11.2某一级反应A →B 的半衰期为10 min 。求1h 后剩余A 的分数。 解：根据一级反应的特点 -2-11/21/2ln 2ln 2ln 2==6.9310min 10 t k k t = =?，即有 又因为：1 ln 1-kt x = 即有：-21 ln 6.93101601-x =??? 1-x = 1.56% 11.3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 1 ln 1-kt x = 当t =10min 时：-2-1111 ln 10 = ln = 3.5710min 1-30%101-30% k k =?，即有： 当x =50%时：-21 ln 3.5710= 19.4min 1-50% t t =?，即有： 11.4 25℃时，酸催化蔗糖转化反应 ()()() 12221126126126C H O H O C H O6+C H O +→ 蔗糖 葡萄糖 果糖 的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c 0为1.0023 mol·dm -3，时刻t 的浓度为c ）
（1）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； （2）问蔗糖转化95%需时若干？ 解：（1）将上述表格数据转化如下： 对0ln c t c ?? ??? ～作图如下 080160 -0.6 -0.3 0.0 ln(c /c 0)=-0.00358t -0.0036 l n (c /c 0) t /min 30ln 3.5810-0.0036c t c -?? =-? ??? 则：k = 3.58×10-3min -1 1/23 ln 2ln 2 193.6min 3.5810t k -= =?= （2）3 1111 =ln =ln = 836.8min 1-1-95% 3.5810 t k x -? t /min 0 30 60 90 120 180 （c 0-c ）/ mol·dm -3 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 t /min 0 30 60 90 120 180 c / mol·dm -3 1.0023 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5347 ln （ c / c 0） -0.1052 -0.2159 -0.3235 -0.4648 -0.6283
第11章《光的干涉》补充习题解答
第11章 《光的干涉》补充习题解答 1．某单色光从空气射入水中，其频率、波速、波长是否变化?怎样变化? 解: υ不变，为波源的振动频率；n n 空 λλ= 变小；υλn u =变小． 2．什么是光程? 在不同的均匀介质中，若单色光通过的光程相等时，其几何路程是否相同?其所需时间是否相同？在光程差与相位差的关系式2π ?δλ ?=中，光波的波长要用真空中波 长，为什么？ 解:nr δ=．不同媒质若光程相等，则其几何路程定不相同；其所需时间相同，为t C δ ?= ． 因为δ中已经将光在介质中的路程折算为光在真空中所走的路程。 3．在杨氏双缝实验中，作如下调节时，屏幕上的干涉条纹将如何变化？试说明理由。 (1)使两缝之间的距离变小； (2)保持双缝间距不变，使双缝与屏幕间的距离变小； (3)整个装置的结构不变，全部浸入水中； (4)光源作平行于1S 、2S 连线方向的上下微小移动； (5)用一块透明的薄云母片盖住下面的一条缝。 解: 由λd D x = ?知，(1)条纹变疏；(2)条纹变密；(3)条纹变密；(4)零级明纹在屏幕上作相反方向的上下移动；(5)零级明纹向下移动． 4．在空气劈尖中，充入折射率为n 的某种液体，干涉条纹将如何变化？ 解：干涉条纹将向劈尖棱边方向移动，并且条纹间距变小。 5．当将牛顿环装置中的平凸透镜向上移动时，干涉图样有何变化？ 解：透镜向上移动时，因相应条纹的膜厚k e 位置向中心移动，故条纹向中心收缩。 6．杨氏双缝干涉实验中，双缝中心距离为0.60mm ，紧靠双缝的凸透镜焦距为2.5m ，焦平面处有一观察屏。 （1）用单色光垂直照射双缝，测得屏上条纹间距为2.3mm ，求入射光波长。 （2）当用波长为480nm 和600nm 的两种光时，它们的第三级明纹相距多远？ 解：（1）由条纹间距公式λd D x = ?，得 332.3100.6105522.5 x d nm D λ--?????=== （2）由明纹公式D x k d λ=，得 9 2132.5()3(600480)10 1.50.610 D x k mm d λλ--?=-=??-?=? 7．在杨氏双缝实验中，双缝间距d =0.20mm ，缝屏间距D ＝1.0m 。
第十一章化学动力学基础1试题
第十一章化学动力学基础1试题
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第十一章 化学动力学基础(1)练习题 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．单分子反应一定是基元反应。 4．双分子反应一定是基元反应。 5．零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。 6．若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。 7．一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。 8．一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。 9．若反应 A + B Y + Z 的速率方程为：r =kc A c B ，则该反应是二级反应，且肯定不 是双分子反应。 10. 下列说法是否正确： (1) H 2+I 2=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) 反应级数是整数的为简单反应 (4) 反应级数是分数的为复杂反应。 11．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。 12．若反应(1)的活化能为E 1，反应(2)的活化能为E 2，且E 1 > E 2，则在同一温度下k 1一 定小于k 2。 13．若某化学反应的Δr U m < 0，则该化学反应的活化能小于零。 14．对平衡反应A Y ，在一定温度下反应达平衡时，正逆反应速率常数相等。 15．平行反应C B A 21?→??→?k k ┤，k 1/k 2的比值不随温度的变化而变化。 16．复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。 17．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。 18．温度升高。正、逆反应速度都会增大，因此平衡常数也不随温度而改变。 二、单选题： 1．反应3O 2 2O 3，其速率方程 -d[O 2]/d t = k [O 3]2[O 2] 或 d[O 3]/d t = k '[O 3]2[O 2]，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 a A + b B dD ，已知a < b < d ，则速率常数k A 、k B 、k D 的关系为： (A) d k b k a k D B A ＜＜ ； (B) k A < k B < k D ； (C) k A > k B > k D ； (D) d k b k a k D B A ＞＞ 。 3．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 。 4．进行反应A + 2D 3G 在298K 及2dm 3容器中进行，若某时刻反应进度随时间变 化率为0.3 mol·s -1，则此时G 的生成速率为(单位：mol·dm －3·s -1) ： (A) 0.15 ； (B) 0.9 ； (C) 0.45 ； (D) 0.2 。 5．基元反应体系a A + d D g G 的速率表达式中，不正确的是： (A) -d[A]/d t = k A [A]a [D]d ； (B) -d[D]/d t = k D [A]a [D]d ； (C) d[G]/d t = k G [G]g ； (D) d[G]/d t = k G [A]a [D]d 。 6．某一反应在有限时间内可反应完全，所需时间为c 0/k ，该反应级数为： (A) 零级 ； (B) 一级 ； (C) 二级 ； (D) 三级 。 7．某一基元反应，2A(g) + B(g)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速率间的比值是：
物理化学第十一章化学动力学基础练习题.doc
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
物理化学课后答案 第十一章 化学动力学
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的分解分数为若干？ 解：根据一级反应速率方程的积分式 答：的分解分数为11.2% 2.某一级反应的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。 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） 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 利用Powell-plot method判断该反应为一级反应，
拟合公式 蔗糖转化95%需时 5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺 为一级反应。反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。KI只与A反应。数据如下： 计算速率常数，以表示之。。 解：反应方程如下
根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一， 作图 。
6．对于一级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应又应为多少？ 解：转化率定义为，对于一级反应， 对于二级反应， 7．偶氮甲烷分解反应 为一级反应。287 oC时，一密闭容器中初始压力为21.332 kPa，1000 s后总压为22.732 kPa，求。 解：设在t时刻的分压为p， 1000 s后，对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成：
第十一章 化学动力学 习题
第十一章化学动力学(请认真完成，答案过几天发) 1．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？ 2. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺 为一级反应。反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。KI只与A反应。数据如下： 计算速率常数，以表示之。。 3．对于一级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应又应为多少？ 4．偶氮甲烷分解反应 为一级反应。287 oC时，一密闭容器中初始压力为21.332 kPa，1000 s后总压为22.732 kPa，求。 5．现在的天然铀矿中。已知的蜕变反应的速率常数为，的蜕变反应的速率常数为。问在20亿年()前，等于多少？(a是时间单位年的符号。) 6．溶液反应
的速率方程为 20 oC，反应开始时只有两反应物，其初始浓度依次为， ，反应20 h后，测得，求k。 7．在500 oC及初压为101.325 kPa时，某碳氢化合物的气相分解反应的半衰期为2 s。若初压降为10.133 kPa,则半衰期增加为20 s。求速率常数。 8．某溶液中反应，开始时反应物A与B的物质的量相等，没有产物C。1 h后A的转化率为75%，问2 h后A尚有多少未反应？假设： （1）对A为一级，对B为零级； （2）对A、B皆为1级。 9．65 oC时气相分解的速率常数为，活化能为，求80 oC时的k及。 10．乙醛(A)蒸气的热分解反应如下 518 oC下在一定容积中的压力变化有如下两组数据： (1)求反应级数，速率常数；
(2)若活化能为，问在什么温度下其速率常数为518 oC下的2倍： 11．在80 % 的乙醇溶液中，1-chloro-1-methylcycloheptane的水解为一级反应。测得不同温度t下列于下表，求活化能和指前因子A。 12. 在气相中，异丙烯基稀丙基醚(A)异构化为稀丙基丙酮(B)是一级反应。其速率常数k于热力学温度T的关系为 150 oC时，由101.325 kPa的A开始，到B的分压达到40.023 kPa，需多长时间。 13．对于两平行反应： 若总反应的活化能为E，试证明：
第十一章 氧化还原滴定补充习题
第十一章氧化还原滴定补充习题 1 . 下面是测定As2O3-As2O5惰性物试样中两组分含量的分析流程图, 请将条件填在横线上。 (2) (5) 滴定剂______ 滴定剂______ (3) │(4) (6) │(7) pH______│指示剂______ 酸度_____│加______试剂 (1) ↓↓ 加______试剂┌──────┐┌───┐┌───┐ 试样──────→│As(Ⅲ)As(Ⅴ)│─────→│As(Ⅴ)│→│As(Ⅲ)│ 溶解└──────┘└───┘└───┘ [ 测As(Ⅲ) ] [测As(Ⅲ)+As(Ⅴ)含量] 2. 某同学配制0.02 mol/L Na2S2O3500 mL, 方法如下: 在分析天平上准确称取Na2S2O3·5H2O 2.482 g, 溶于蒸馏水中,加热煮沸, 冷却,转移至500 mL 容量瓶中, 加蒸馏水定容摇匀, 保存待用。请指出其错误。 3. 今有含PbO 和PbO2的混合物, 用高锰酸钾法测定其含量。称取该试样0.7340 g, 加入20.00 mL 0.2500 mol/L 草酸溶液, 将PbO2还原为Pb2+, 然后用氨水中和溶液, 使全部Pb2+形成PbC2O4沉淀。过滤后将滤液酸化, 用KMnO4标准溶液滴定, 用去0.04000 mol/L KMnO4溶液10.20 mL。沉淀溶解于酸中, 再用同一浓度的KMnO4溶液滴定, 用去30.25 mL。计算试样中PbO 和PbO2的质量分数。 [M r(PbO2)= 239.2, M r(PbO)= 223.2] 4. 设计用碘量法测定试液中Ba2+的浓度的方案, 请用简单流程图表示分析过程, 并指出主要条件: 滴定剂、指示剂以及Ba2+与滴定剂的计量关系。 5. 某同学拟用如下实验步骤标定0.02 mol/L Na2S2O3, 请指出其三种错误(或不妥)之处, 并予改正。 称取0.2315 g 分析纯K2Cr2O7, 加适量水溶解后, 加入1 g KI, 然后立即加入淀粉指示剂, 用Na2S2O3滴定至蓝色褪去, 记下消耗Na2S2O3的体积, 计算Na2S2O3浓度。[M r(K2Cr2O7)= 294.2] 6. 为何测定MnO4-时不采用Fe2+标准溶液直接滴定, 而是在MnO4-试液中加入过量Fe2+标准溶液, 而后采用KMnO4标准溶液回滴? 7. 称取0.8000g含Cr和Mn的钢样，溶解处理成Fe3+，Cr2O72-，Mn(Ⅱ)的试液。先在F-存
第11章 化学动力学
第11章 化学动力学 思考题： 1. 已知在氧气存在的情况下，臭氧的分解反应： 2332O O →，其速率方程 为：1 22333)] ([)]()[()(-=- O c O c O k dt O dc ①该反应的总级数n=? 解释臭氧的分解速率与氧的浓度的关系。 ②若以 dt O dc )(2表示反应速率，)(2 O k 表示相应的反应速率系数，写出该反 应的速率方程。 ③指出dt O dc )(3- 与 dt O dc )(2之间的关系，以及)(3 O k 和)(2 O k 的关系。 ④该反应是否为基元反应？为什么？ 2. 阿伦尼乌斯方程RT E a e k k -=0中RT E a e -一项的含义是什么？1 >-RT E a e ， 1<-RT E a e ，1=-RT E a e ， 那种情况是最不可能出现的？那种情况是最可能出现的？ 3. 总级数为零的反应可能是基元反应么？解释原因。 选择题： 1. 关于下列反应，说法正确的是 （） ① 2NH 3 = N 2 + 3H 3 ② Pb(C 2H 5)4 = Pb + 4C 2H 5· ③ 2H + 2O = H 2O 2 ④ 2N 2O 5 = 4NO 2 + O 2 ⑤ 2HBr = H 2 + Br 2 A ．都是基元反应 B ．⑤是基元反应 C. ①②④是基元反应 D. 都不是基元反应 2. 反应2O 3 = 3O 2的速率方程为12 2 3 3-??=- O O O c c k dt dc 或 1 22 32-??'=O O O c c k dt dc ，
则k与k’的关系为（） A．k = k’B．3k = 2k’ C.2k = 3k’ D. -k/2 = k’ /3 3.某反应速率常数的量纲为（浓度）-1·（时间）-1，该反应为（） A．一级反应B．二级反应 C.三级反应 D. 零级反应 4.某反应的速率常数为0.099 min-1，反应物初始浓度为0.2 mol·L-1，则 反应的半衰期为（） A．7 min B．1.01 min C. 4.04 min D. 50.5 min 5.某反应的反应物消耗掉3/4的时间是其半衰期的2倍，则该反应的级数 为（） A．一级B．二级 C.三级 D. 零级 6.基元反应的级数（） A．总是小于反应分子数B．总是大于反应分子数 C. 总是等于反应分子数 D. 有可能与反应分子数不一致 7.已知某反应历程 A + M = A* + M；A* = B + C，则该反应是（）A．二级反应B．双分子反应 C.基元反应 D. 复杂反应8.某反应的速率常数k=0.214 min-1，反应物浓度从0.21 mol·L-1变到0.14 mol·L-1的时间为t1；从0.12 mol·L-1变到0.08 mol·L-1的时间为t2，那么t1:t2等于（） A．0.57 B．0.75 C. 1 D. 1.75 9.某等容反应的正向活化能为E f，逆向活化能为E b，则E f—E b等于（）A．-Δr H m B．Δr H m C. -Δr U m D.Δr U m 10.下面活化能为0的反应是（）
第十一章化学动力学答案
物化第十一章 化学动力学 习题答案 一、名词解释 1. 反应机理：反应物转变为产物所经历的具体途径称为反应机理或反应历程。 2. 基元反应：由反应物微粒（分子、原子、离子、自由基等）以一步直接实现的反应称为基元反应，也称为简单反应。 3. 反应级数：当反应速率方程是幂乘积的形式时， B A n B n A A A c c k t c =- d d ，式中各浓度的方次n A 和n B 等，分别称 为反应组分A 和B 的级数，即对A 为n A 级，对B 为n B 级，总反应级数n=n A +n B +…。 4. 反应分子数：基元反应方程式中各反应物分子个数之和称为反应分子数。 5. 反应速率常数：速率方程中的比例常数k ，称为反应速率常数。 6. 半衰期：转化率达到50%所需时间，称为半衰期2/1t 。 二、简答题 1. 反应级数和反应分子数有何区别？ 反应分子数和反应级数是两个不同的概念。反应分子数是理论上的概念，是对微观上的基元反应而言的。而反应级数是对宏观化学反应而言的，反应级数必须从实验上确定。 反应分子数和反应级数所取的数值也不相同。反应级数的数值可以是有理数，而反应分子数却只能是正整数。简单反应必然是级数为正整数的反应，但级数为正整数的反应却不一定是简单反应。 只有符合式υ＝k [A]α[B]β[C]δ…形式的速率方程的反应才有反应级数。 分级数和反应级数必须由速率实验确定。 对于指定的反应，反应级数可随实验条件而变化。若在某些反应中，作为催化剂的组分，作为溶剂的组分以及个别反应活性物质的浓度―恒定‖时，从而使实验测得的反应级数降低，则以这种方式所得的表观反应级数为"准 n 级"反应 2. 简述零级反应的主要特征有哪些？ （1）速率系数 k 的单位为[浓度][时间]-1 （2）c A 与t 呈线性关系 （3）,0 1/22A c t k = 3. 简述一级反应的主要特征有哪些？ （1）速率系数 k 的单位为[时间]-1 ，表示的是单位时间内反应物A 反应掉的分数。（2）lnc A 与 t 呈线性关系。 （3）半衰期是一个与反应物起始浓度无关的常数，1/2ln 2t k = 4. 简述二级反应的主要特征有哪些？ （1）速率系数 k 的单位为[浓度] -1 [时间] -1 （2）A c 1与 t 成线性关系。 （3）半衰期与起始浓度成反比1/2,0 1A t kc = 5.（1） '/k k K = （2）U E E ?=--+ 6. Ec 是指两个相撞分子的相对平动能在质心连心线上的分量必须超过的临界值，这时碰撞才是有效的。（3分） RT E E a c 2 1- = 7. Ae k =RT k 1ln =RT T 较高，1/T 较小时，第一步反应为速率控制步骤。 T 较低，1/T 较大时，第二步反应为速率控制步骤。
第十一章 收入补充练习题
第十一章收入、费用和利润练习题 一、单项选择题 1．企业年末结账后，一定无余额的账户是( )。 A．“本年利润”B．“资本公积”C．“利润分配”D．“生产成本” 2．企业对外销售需要安装的商品时，若安装和检验属于销售合同的重要组成部分，则确认该商品销售收入的时间是（）。 A．发出商品时B．收到商品销售货款时C．商品运抵并开始安装时 D．商品安装完毕并检验合格时 3．下列项目中, 应列作营业外支出的是( )。 A．公益性捐赠支出B．无法收回的应收账款 Ｃ．退休职工的退休金D．低值易耗品摊销 4．应计入产品制造成本的费用中，不能直接分清应由何种产品负担的费用应( )。 A．直接计入当期损益B．直接计入产品制造成本 Ｃ．作为管理费用处理Ｄ．作为制造费用处理，期末分配计入产品制造成本 5．按现行会计准则规定，下列各项应计入管理费用的是( )。 A．出租包装物摊销B．自用无形资产摊销 C．出借包装物摊销 D. 车间领用低值易耗品摊销 6．工业企业的下列各项收入中，不属于营业收入的是( )。 A．销售产品取得的收入B．出租固定资产的租金收入 C．出售固定资产的价款收入D．出租包装物的租金收入 7．A公司为B公司承建厂房一栋，工期自2001年9月1日至2003年6月30日，总造价3000万元，B公司2001年付款至总价的25%，2002年付款至总造价的80%，余款2003年工程完工后结算。该工程2001年发生成本500万元，年末预计尚需发生成本2000万元；2002年发生成本2000万元，年末预计尚需发生成本200万元。则A公司2002年因该项工程应确认的收入为（）。 A．2777.78 B．2222.22 C．2177.78 D．1650 8．企业用当年实现的税前会计利润弥补以前的年度亏损时．正确的做法是( )。 A．借：利润分配——未分配利润 贷：利润分配——弥补以前年度亏损 B．借：应交税金——应交所得税 贷：利润分配——未分配利润 C．借：利润分配——其他转入 贷：利润分配——未分配利润 D．不作账务处理 9．专设销售机构发生的办公费用，应当计入( ) 会计科目。 A．营业外支出B．管理费用 C．销售费用D．财务费用 10．按照企业会计准则的规定．购货企业发生的现金折扣应( )。 A．冲减财务费用B．增加财务费用 C．冲减购货成本D．增加购货成本 11．企业应付账款确实无法支付的，在报经有关部门批准后，应当（）。 A．贷记“管理费用”账户B．贷记“资本公积”账户 C．贷记“其他业务收入”账户D．贷记“营业外收入”账户 12．按照会计制度制定，销售企业发生的销售折让应( )。 A．直接冲减主营业务收入B．直接增加补贴收入 C．计入销售折让科目D．直接冲减主营业务成本
第十一章化学动力学基础1练习题
第十一章 化学动力学基础(1)练习题 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．单分子反应一定是基元反应。 4．双分子反应一定是基元反应。 5．零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。 6．若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。 7．一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。 8．一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。 9．若反应 A + B Y + Z 的速率方程为：r =kc A c B ，则该反应是二级反应，且肯定不 是双分子反应。 10. 下列说法是否正确： (1) H 2+I 2=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) 反应级数是整数的为简单反应 (4) 反应级数是分数的为复杂反应。 11．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。 12．若反应(1)的活化能为E 1，反应(2)的活化能为E 2，且E 1 > E 2，则在同一温度下k 1一 定小于k 2。 13．若某化学反应的Δr U m < 0，则该化学反应的活化能小于零。 14．对平衡反应A Y ，在一定温度下反应达平衡时，正逆反应速率常数相等。 15．平行反应C B A 21?→??→?k k ┤，k 1/k 2的比值不随温度的变化而变化。 16．复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。 17．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。 18．温度升高。正、逆反应速度都会增大，因此平衡常数也不随温度而改变。 二、单选题： 1．反应3O 2 2O 3，其速率方程 -d[O 2]/d t = k [O 3]2[O 2] 或 d[O 3]/d t = k '[O 3]2[O 2]，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 a A + b B dD ，已知a < b < d ，则速率常数k A 、k B 、k D 的关系为： (A) d k b k a k D B A ＜＜ ； (B) k A < k B < k D ； (C) k A > k B > k D ； (D) d k b k a k D B A ＞＞ 。 3．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 。 4．进行反应A + 2D 3G 在298K 及2dm 3容器中进行，若某时刻反应进度随时间变 化率为0.3 mol·s -1，则此时G 的生成速率为(单位：mol·dm －3·s -1) ： (A) 0.15 ； (B) 0.9 ； (C) 0.45 ； (D) 0.2 。 5．基元反应体系a A + d D g G 的速率表达式中，不正确的是： (A) -d[A]/d t = k A [A]a [D]d ； (B) -d[D]/d t = k D [A]a [D]d ； (C) d[G]/d t = k G [G]g ； (D) d[G]/d t = k G [A]a [D]d 。 6．某一反应在有限时间内可反应完全，所需时间为c 0/k ，该反应级数为： (A) 零级 ； (B) 一级 ； (C) 二级 ； (D) 三级 。 7．某一基元反应，2A(g) + B(g) 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速率间的比值是：