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第六章-化学反应动力学习题解答

第六章化学反应动力学

思考题解答

一、是非题（判断下列说法是否正确，并说明理由）

1. 错

2. 对

3. 错

4. 错

5. 错

6. 错

7. 对

8. 对

9.错 10. 对二、选择题

1. B

2. A.

3. B.

4. D. 5 6. 7. A. 8. B 9. B. 10. C.

习题解答

1.请根据质量作用定律，写出下列各基元反应或复合反应中

d d c t

与各物质浓度的关系。（1）2A + B 2P k

→ （2）A + 2B P + 2S k

??→ （3）22A + M A M k

??→+ （4）2A B （5）2A 2 2D

（6）

解：

（1）2A A B d 2d c kc c t -

= （2）2A A B

d d c kc c t -=（3）2

A A M d 2d c kc c t -= （4）2A 2

B 1A d 2+2d c k c k c t -=- （5）222

A 1

B D 1A 2A B 2D d 2+2+d c k c c k c k c c k c t ---=--

（6）A 1A 2A 3C d d c

k c k c k c t

-=+-

2.某人工放射性元素放出α粒子，半衰期为15。试问多长时间后该试样能分解掉80%。解：由题意得该反应为一级反应，符合一级反应的条件，则

ln 2

t k =

得 1k = ln 2

=0.04621 由积分定义式 1ln a

k t a x

=- 令

0.8x

y a

==得 11ln 1k t y =- 则 34.84

k 1 1 k 1 k 2

3.反应25222N O (g)4NO (g)O (g)??

→+，在318K 下测得N 2O 5的浓度如下：

0 20 40 60 80 100 120 140 160 ·3

17.6

9.73

5.46

2.95

1.67

0.94

0.50

0.28

0.16

求该反应的级数和速率常数及半衰期。

解：用尝试法假设25N O 的分解反应属于一级反应，由一级反应积分式定义：t k C

C 10

=，把每一时间的浓度代入上式，计算1k ，看其是否常数，或采用作图法，将对t 作图，看其是否直线，由直线的斜率确定反应的级数。

将20 和9.73 ·3

代入上式，2073

.96.17ln

1?=k 得 1k =0.02961

将80 和1.67 ·3

代入上式，8067

.16.17ln

1?=k 得 1k =0.02941

将160 和0.16 ·3代入上式，16016

.06.17ln

1?=k 得 1k =0.02941

类似地代入其他值，发现1k 为一常数，则为一级反应，1k =0.02951 则 11

ln 2

t k =

=23.49 4.某一级反应600K 时半衰期为370，活化能为5

2.7710J mol -??。求该反应在650K 时的速率常数和反应物消耗75%所需的时间。

解: 由题意可知 11

ln 2

t k =

则600K 时 1k ln 2

370

311.87310min --? 根据 211211ln

k Ea k R T T ??=- ???

523 2.771011ln 1.873108.314600650k -???

=- ????

则650K 时 k 2=0.13231 根据一级反应动力学方程 21

1k t y

=- 当0.75，得 10.65

5.某物质A 分解反应为二级反应，当反应进行到A 变为初始浓度的2/3时，所需时间为2 ，若继续反应到变为初始浓度的1/3时，需要多长时间？

解：根据二级反应的积分式

211

k t a x a -=- ，当反应物消耗百分数为y 时，可得

21y

k a t y

=- 当1/3时，2，代入上式，得 k 2=0.25 -11 当2/3时，得 8 则 6

6.某抗菌素在人体血液中分解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质量浓度ρ，得到如下数据：

(1)试计算：该分解反应的级数；(2)求反应的速率常数k 和半衰期t 1/2；(3)若抗菌素在血液中质量浓度不低于0.37 (1003)才为有效，求应该注射第二针的时间。 4 8 12 16 ρ(1003)

0.480

0.326

0.222

0.151

解:（1）本题用作图法得 1

l n

~t ρ

为一条直线，故为一级反应。也可用计算法

根据 t k C

C 10

ln = 将表中数据代入，得

h k C 4480.0ln 10?= h k C 8326.0ln 10?= 解得 k 1=0.09671

h k C 12222.0ln

10?= h k C 16151

.0.0ln 10?= 解得 k 1=0.09631

可见k 1值相等，证明为一级反应。

（2）由上述计算可知 k 1=0.0961 则 11

ln 2

t k =

= 7.22 h （3）根据 t k C

C 10

= 代入任一组数据，可得 0ρ=0.70471003 则抗菌素浓度为0.37 (1003)时，根据0

1ln

0.37

k t ρ=

注射第二针的时间 6.72h 7.证明下列结论：

（1）某气相反应的速率表达式分别用浓度和压力表示时为：A c r k c =n 和A p r k p =n 。设气体为理想气体，则与之间的关系为1()

p c k k RT -=。

（2）气相二级反应2

2A B k

→，初始压力为p 0，并且开始没有B ，反应中系统的总压力为，

A 的半衰期为t 1/2，则2

0202012t p k p t

p k p t +=+，1/220

12t k p =。

（3）对于一级反应，当转化率分别达到50%，75%，87.5%时，设所需的时间分别为t 1/2、t 3/4、

t 7/8，则有t 1/2：t 3/4：t 7/8 = 1：2：3。

（4）反应A →P ，实验测得是1/2级反应，则有：012

1A A 12

c c kt -=

；012

1/2A 1)t c k =。证明（1）根据理想气体状态方程 P V n R T

= A A P C RT =

dt dp RT dt dc A A 1=?

dp RT dt dc A

A 1=? n A c n

A c A A RT p k c k dt dp RT dt dc r )(1=-=-

=?＝ n

A p n A n c A p k p RT k dt

dp r ==-

=?-)1( ()

P C k k RT -?=

(2) 2A →B

0 p 0 0 p 0 p

dp 212(p 0)2

移项

dt k p p dp

02)(=-

积分有 t

p k t

p k p 022

02212+=

所以 t

p k t

p k p p p p t 022

0200212/++=-=

当0/2时，代入t p k t

p k p 022

02212+=得 1/220

12t k p =

(3)根据一级反应积分式 11

1k t y

=-得

112

ln 2t k =

3114ln 42ln 2t k k == 7118

ln 83ln 2

t k k ==

即 1372

::1:2:3t t t =

（4）由 2

/1A A kC dt dC r =-

= kdt C dC A

A -=-2/1 做定积分得： 112

012

A A C C kt -=

()11

1111122022

22201010022

222122A A A A A A C t C C t C t C C k k k ?????

????? ? ?=

-?=-?=- ? ? ? ? ??????

????

1010222A A t C t k ?=?=??

8.某气相反应2A →A 2为二级反应，实验数据如下，试求速率常数。 0 100 200 400 ∞ p 总

41329.9

34397.2

31197.4

27331.1

20665.0

解： 2A → A 2

0时 p 0 0 时 p 0-2p p

p 总= p 0 – p

p = p 0 总

则 = p 0-2p = p 0-2 p 0 +2p 总= 2p 总 - p 0

该反应为二级反应,

t k p p p A A =-0

1 当200s 时， = 2p 总 - p 0 =2×31197.4 - 41329.9 = 21064.9

117min .10164.1200

9.413291

9.210641---?=-

=Pa k p

1111()0.302(mol L )s n c p k k RT ----==??

9.浓度相同的A 和B 溶液等体积混合，发生反应→C ，在反应1.0h 后，A 已消耗了75%；当反应时间为2.0h 后，在下列情况下，A 还剩下多少没有反应？（1）当该反应对A 为一级，对B 为零级；（2）当对A ，B 均为一级；

（3）当对A ，B 均为零级。解：（1）该反应为一级反应，1ln

k t a x

=-? 11ln 1k t y =- 当0.75时 k 1=22 1 当 2 h 时 15

即A 剩余

，为6.25%。（2）该反应为二级反应

211

k t a x a

-=- 即

21y k at y =- 当0.75时 k 2=113

mol h a

-- 当2 h 时 67

即A 剩余

，为14.28%。（3）反应为零级时 o x k t = ?o k =0.75a 当2 h 时 1.5a

1.50.5a a

-=- 即A 无剩余。

10.反应22A B 2AB +??

→可能有如下几种反应机理，试分别写出其动力学方程的表达式。（1）1

2A 2A k ??→（慢） B 2 2B （快） 3A + B A B k ??→（快）

（2）A 2 2A （快） B 2 2B （快） 3A + B A B k ??→（慢）

（3）1

2222A + B A B k ??

→（慢） 2

22A B 2AB k

??→（快）解（1）根据速率控制步 21A r k c = （2）根据速率控制步 B A C C k r .3=

根据稳态近似

02.22112=-=-A

C k C k dt

dC A A

可得 2

/12/11

12)(

A C k k C A

-= 02.22222=-=-B

C k C k dt

dC B B

可得 2

/12/12

22)(

B C k k C B

-= k 1

k 1 1

k 2

则 221/21/21/21/2

123A B 12

(

)()k k r k c c k k --= (3) 根据速率控制步 221A B r k c c = 11.有正逆反应均为一级的对峙反应：

，正逆反应的半衰期均为t 1/2=10，

若起始时R 的物质的量为1，试计算在10后，生成P 的量。

解：该反应为一级反应 12

t =

ln 2

k ? k 1 = 0.06931

0 ?11111111ln

()ln ()()2k a a

k k t k k t k a k k x a x

---=+?=+-+-

1 x

解之得 0.375

12.在不同温度下丙酮二羟酸在水中分解的速率常数为 273 293 313 333 10-51

2.46

47.5

576

5480

求该反应的活化能和指前因子A ，判断该反应的级数，并求373K 时的半衰期。

解：由题意得该反应为一级反应：

由对1作图得到一直线，斜率和截距得到93657。

373K 时反应的速率常数由阿仑尼乌斯公式计算： 211211ln

k Ea k R T T ??=- ???

? 1.9921

t ?=

ln 2

k =0.348 13.反应2(g)2 22(g)有如下数据：

600 645 k 1/121(mol L )min ---??

6.63×105 6.52×105 1/11

1(mol L

)min ---??

8.39

40.7

试求：（1）在这两温度下反应的平衡常数；

（2）正向反应和逆向反应的活化能和a E '。

解：由题意得该反应为三级反应：

1 k 1

（1）T 1=600K K 1

k k -7.9023?104 T 2=645K K 2

k k - 1.602?104 （2）正向反应：

211211ln

k Ea k R T T ??=- ???

535

6.521011ln () 1.19610/6.6310600654

Ea Ea J mol R ??=-?=-?? 逆向反应：

211211ln

k Ea k R T T --??=- ???

40.7'1

l n ()' 1.12910/

8.39600

654

Ea Ea J mol R ?=-

?=? 14.某溶液中含有及32H 5，浓度均为0.011

。在298K 时，反应经10有39%的32H 5分解，而

在308K 时，反应10有55%的32H 5分解。该反应速率方程为325NaOH CH COOC H r kc c =。试计算：

（1）在298K ，308K 时，反应的速率常数；（2）在288 K 时，反应经10后，32H 5分解的分数；

（3）在293 K 时，若有50%的32H 5分解，需要多少时间？

解：（1）由323NaOH CH COOCH CH r kC C =可知，该反应为二级反应，根据 kat y

=-1 当T 2=298K 时，

1001.039

.0139

.01??=-k

k 1 =6.39()-11

当T 3=308K 时 k 2=12.22()-11

（2）由)11(ln

112T T R E k k a -= 可得 11

21221.47.49ln -=-=

mol kJ k k

T T T RT E a 当288K 时，由)11(ln

112T T R E k k a -=得： k 3 =3.1945()-11

288K 时，反应经10后，由二级反应

kat y

=-1 得 0.242

（3）当293K 时，由)11(ln

112T T R E k k a -=得 k 4=4.54()-11

根据 kat y y

=-1，当0.50时，可得 t =22.03.。

15.有正逆反应均为一级的对峙反应：R

P ，已知其速率常数和平衡常

数与温度的关系式为：1

12000lg(/s ) 4.0/K k T -=-

+和2000

lg 4.0/K

K T =-（11/K k k -=）

，已知反应开始时，R,00.5c =1mol L -?，P,00.05c =1

mol L -?，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）根据 A RT E k a ln ln +-

=，与1

12000lg(/s ) 4.0/K

k T -=-+式比较可得 1

= 2.303×8.314×2000 = 38.2941

根据 B RT

U K m

r C +?-

=ln ，与2000

lg 4.0/K

K T =

-比较可得 △ -38.294 1 由△ = 1 - 1 可得

= 1 -△ = 76.59 1

（2） 400K 时，代入上式推出1k =0.1s , 10,则 1k -=0.01s

0s 时 0.5 0.05 10s 时 0.5 0.05

11(0.5)(0.05)0.04950.11dx

k x k x x dt

-=--+=- 定积分得

010.0495ln 0.04950.110.110.04950.11x

t dx dt t x x ??=?=- ?--??

当10s 时，解得 0.31 即 0.5-0.3=0.2 1 , 0.05+0.3=0.35 1

(3)400K 时，达到平衡时，11(0.5)(0.05)10(0.5)0.05k x k x x x --=+?-=+

0.45/0.50.450.05/0.050.450.5/A B x mol l

C mol l C mol l

==-==+= 16.已知气相反应2→22的105.5

，的分子直径为2.83

10-10m ，摩尔质量为65.510-3kg

。试用碰撞理论计算600K 时的速率常数和指前因子。

k 1

解：由题意可得为同一种分子相互碰撞

102.8310AA A d d m -==? 365.510/A M kg mol μ-==?

d A AA ππ2

2=＝7.78107m 3

1 1

M RT L

d k c AA AA -=ex p 22

ππ RT Ec Ea 2

= 结合上述两式可得 5.0910-2m 3

17.在298K 时，某化学反应，如加催化剂，可使其活化熵和活化焓比不加催化剂时分别下降了10 J

和10 1，试求不加催化剂与加入催化剂后的两个反应的速率常数的比值为多少？解：设加催化剂的速率常数为k 1，不加催化剂的速率常数为k 0，则

,1,0,1,010ln 2.8334r m r m r m r m S S H H k k R RT

≠≠≠≠

?-??-?=-=- 即

k k =0.0588

18.已知酶催化反应

E + S ?→?

2k P + E 其k 1，1，k 2别为1.00

1073

，1.00

1021，3.00

1021，问：

（1）该反应的米氏常数为多少？

（2）当反应速率r 分别为最大反应速率的1/2，5/6和10/11时，底物的浓度分别为多少？解：根据米氏方程（1）53

127

1(1.0 3.0)100 4.010/110

M k k K mol dm k --++?=

==?? （2）当[]M S K >>时，

[][]

m M S r

r K S =

+ 当m r r =12时， [][]1

M S K S =+ []S = M K =534.010/mol dm -?

当

m r r = 5

6时， [][]56

M S K S =+ k 1

化学反应动力学习题

化学动力学基础(习题课) 1. 某金属的同位素进行β放射，经14d（1d=1天后，同位素的活性降低6.85%。求此同位素的蜕变常数和半衰期；要分解 90.0%，需经多长时间？解：设反应开始时物质的质量为100%，14d后剩余未分解者为100%-6.85%，则代入半衰期公式得一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。 √× 1.反应速率系数k A与反应物A的浓度有关。 √× 2.反应级数不可能为负值。 √× 3.对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。 √× 4.对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈敏感。 √× 5. Arrhenius活化能的定义是。

√× 6.若反应A?Y，对A为零级，则A的半衰期。二、选择题选择正确答案的编号：某反应，A → Y，其速率系数k A=6.93min-1，则该反应物A的浓度从1.0mol×dm-3变到0.5 mol×dm-3所需时间是： (A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正确。某反应，A → Y，如果反应物A的浓度减少一半，它的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为： (A)零级；(B)一级；(C)二级；(D)以上答案均不正确。三、填空题在以下各小题的“ 1.某化学反应经证明是一级反应，它的速率系数在298K时是k=( 2.303/3600)s-1，c0=1mol×dm-3。 (A)该反应初始速率u0为 (B)该反应的半衰期t1/2 (C)设反应进行了1h，在这一时刻反应速率u1为 2.只有一种反应物的二级反应的半衰期与反应的初始浓度的关系为 3.反应A → B+D中，反应物A初始浓度c A,0=1mol×dm-3，初速度u A,0=0.01mol×dm-3×s-1，假定该反应为二级，则其速度常数k A为t1/2为。 4.某反应的速率系数k=4.62′10-2min-1，则反应的半衰期为 5.反应活化能E a=250kJ×mol-1，反应温度从300K升高到310K时，速率系数k增加

化学反应动力学基础(一)-学生

5202 反应 2O 3→ 3O 2的速率方程为 - d[O 3]/d t = k [O 3]2[O 2]-1 ，或者 d[O 2]/d t = k '[O 3]2[O 2]-1，则速率常数 k 和 k ' 的关系是： ( ) (A) 2k = 3k ' (B) k = k ' (C) 3k = 2k ' (D) -k /2 = k '/3 5203 气相反应 A + 2B ─→ 2C ，A 和 B 的初始压力分别为 p A 和 p B ，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) p A - p B (B) p - 2p A (C) p - p B (D) 2(p - p A ) - p B 5204 对于反应 2NO 2= 2NO + O 2，当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其相互关系为：( ) (A) -2d[NO 2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O 2]/d t (B) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = d ξ /d t (C) - d[NO 2]/d t = d[NO]/d t = d[O 2]/d t (D) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = 1/V d ξ /d t 5207 气相基元反应 2A k 1 B 在一恒容的容器中进行，p 0为 A 的初始压力, p t 为时间 t 时反应体系总压，此反应速率方程 d p t / d t = 。 - k (2p t - p 0)2 5208 有一反应 mA → nB 是一简单反应，其动力学方程为 -d c A / d t = kc A m ， c A 的单位为 mol ·dm -3，时间单位为 s ，则： (1) k 的单位为 ___________ mol 1- m ·dm 3( m -1)·s -1 (2) 以d c B /d t 表达的反应速率方程和题中给的速率方程关系为 B A A A 1d 1d 'd d m m c c k c k c n t m t m =-== 5209 反应 2N 2O 5─→ 4NO 2+ O 2 在328 K 时，O 2(g)的生成速率为0.75×10-4 mol ·dm -3·s -1。如其间任一中间物浓度极低, 难以测出, 则该反应的总包反应速率为 _______________mol ·dm -3·s -1, N 2O 5之消耗速率为__________ mol ·dm -3·s -1，NO 2之生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1 。0.75×10-4, 1.50×10-4, 3.00×10-4 5210 O 3分解反应为 2O 3─→3O 2 ，在一定温度下, 2.0 dm 3容器中反应。实验测出O 3每秒消耗1.50×10-2 mol, 则反应速率为_______________mol ·dm -3·s -1氧的生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1, d ξ /d t 为_______________ 0.75×10-2, 2.25×10-2, 1.50×10-2.。 5211 2A ＋B ＝2C 已知反应某一瞬间, r A ＝12.72 mol ·dm -3·h -1, 则 r B ＝ , r C ＝_____________r B ＝6.36 mol ·dm -3·h -1, r C ＝12.72mol ·dm -3·h -1 5212分别用反应物和生成物表示反应A ＋3B ＝2C 的反应速率, 并写出它们间关系为：。r A ＝ 13r B ＝1 2 r C 5222 有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的： ( ) (A) 基元反应的级数一定是整数 (B) 基元反应是“态－态”反应的统计平均结果 (C) 基元反应进行时无中间产物，一步完成 (D) 基元反应不一定符合质量作用定律 5223 400 K 时，某气相反应的速率常数k p = 10-3(kPa)-1·s -1，如速率常数用 k C 表示，则 k C 应为： (A) 3.326 (mol ·dm -3)-1·s -1 k C = k p (RT ) (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 5224 如果反应 2A + B ＝ 2D 的速率可表示为：

化学反应动力学第二章习题答案

化学反应动力学第二章习题 1、The first-order gas reaction SO 2Cl 2 → SO 2 + Cl 2 has k = 2.20 ? 10-5 s -1 at 593K, (1) What percent of a sample of SO 2Cl 2 would be decomposed by heating at 593K for 1 hour? (2) How long will it take for half the SO 2Cl 2 to decompose? 解：一级反应动力学方程为： t k e Cl SO Cl SO ?-?=ο][][2222 ? t k e Cl SO Cl SO ?-=ο ][] [2222 (1) 反应达1小时时：60 601020.222225][][???--=e Cl SO Cl SO ο =0.924=92.4% 已分解的百分数为：100%-92.4%=7.6% (2) 当 21][][2222=οCl SO Cl SO 时，7.315062 1 ln 1=-=k t s 5 21102.2693 .0-?= t = 31500 s = 8.75 hour 2、T-butyl bromide is converted into t-butyl alcohol in a solvent containing 90 percent acetone and 10 percent water. The reaction is given by (CH 3)3CBr + H 2O → (CH 3)3COH + HBr The following table gives the data for the concentration of t-utyl bromide versus time: T(min) 0 9 18 24 40 54 72 105 (CH 3)CBr (mol/L) 0.1056 0.0961 0.0856 0.0767 0.0645 0.0536 0.0432 0.0270 (1) What is the order of the reaction? (2) What is the rate constant of the reaction? (3) What is the half-life of the reaction? 解： (1) 设反应级数为 n ，则 n A k dt A d ][] [=- ? kt A A n n =---1 1][1][1ο 若 n=1，则 ] [][ln 1A A t k ο = t = 9 01047.00961.01056.0ln 91==k ， t = 18 01167.00856.01056 .0ln 181==k t = 24 01332.00767.01056.0ln 241== k ， t = 40 01232.00645 .01056.0ln 401==k t = 54 01256.0=k ， t = 72 01241.0=k ， t = 105 01299.0=k

化学反应动力学

化学反应动力学既是异想天开，又实事求是，这是科学工作者特有的风格，让我们在无穷的宇宙长河中探索无穷的真理吧。郭沫若经典化学热力学从静态的角度（相对静止）去研究化学反应，解决了化学反应进行中能量转换、过程方向、限度、以及各种平衡性质的计算问题。由于经典热力学只研究过程的起始状态与终结状态，不研究过程的各瞬间状态，故对于一个化学反应，其实际产量是多少？需要多少时间？反应中经历了怎样的过程等问题，经典热力学无法解决，这些问题均有待于化学反应动力学来解决。 “静止是相对的，而运动则是绝对的”，化学动力学是从动态的角度（绝对运动）去研究化学反应即化学运动全过程的学科，它的任务较热力学更为复杂和艰巨。化学动力学的主要任务是研究反应速率和探求反应机理，具体可包括三方面内容：1.研究化学反应过程的各种因素（如分子结构、温度、压力、浓度、介质、催化剂等）对化学反应速率的影响；2.揭示化学反应宏观与微观的机理（反应物按何种途径、经何步骤才转化为最终产物）；3.定量地研究总包反应与各种基元反应。如果一个化学反应在热力学上判断是可能发生的，要使这种可能性变为现实，则该反应必须要以一定的速率进行，可以说“速度就是效率，速度就是效益”。化学反应的体系内的许多性质及外部条件都会影响平衡和反应速率，平衡问题和速率问题是相互关连的，由于目前仍未有处理它们相关的定量方法，故还需要分别去研究平衡问题和化学反应速率问题。化学动力学作为一门独立的学科，近百年来发展相对较为迅速，但目前动力学理论与热力学相比，尚有较大差距。本章着重介绍了化学动力学的唯象规律、有关反应机理及反应速率理论的基本内容。 1、反应速率反应物分子经碰撞后才可能发生反应，在一定温度下，化学反应的速率正比于反应分子的碰撞次数，而在单位体积中，单位时间内的碰撞次数又与反应物的浓度成正比，可见反应速率与反应物浓度直接相关，反应速率就是参加反应的某一物质的浓度随时间的变化率。对于等容体系中进行的反应：aA+bB →dD+eE ，可以分别用体系中各物质的浓度变化写出速率表示式，如反应物消耗速率（负号表示反应期间反应物浓度是减少，以保证速率为正值），产物生成速率： dt dC r dt dC r B B A A -=-=，

化学反应动力学考题及答案

研究生课程考试成绩单（试卷封面）任课教师签名：日期：注：1. 以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。“简要评语”栏缺填无效。 2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。 3. 学位课总评成绩以百分制计分。

第一部分 1.简答题（1）简述化学反应动力学与化学反应热力学、化学反应工程的关系。答：化学反应动力学与化学反应热力学是综合研究化学反应规律的两个不可缺少的重要组成部分。由于二者各自的研究任务不同，研究的侧重而不同，因而化学反应动力学与化学反应热力学既有显著的区别又互有联系。化学反应热力学特别是平衡态热力学是从静态的角度出发研究过程的始态和终态，利用状态函数探讨化学反应从始态到终态的可能性，即变化过程的方向和限度，而不涉及变化过程所经历的途径和中间步骤。所以，化学反应热力学不考虑时间因素，不能回答反应的速率历程。因此，即使一个反应在热力学上是有利的，但如果在动力学上是不利的，则此反应事实上是不能实现的。因此，要开发一个新的化学过程，不仅要从热力学确认它的可能性，还要从动力学方面研究其反应速率和反应机理，二者缺一不可。从研究程序来说，化学反应热力学研究是第一位的，热力学确认是不可能的反应，也就没有必要再进行动力学的研究。显然只有对热力学判定是可能的过程，才有进行动力学研究的必要条件。（2）简述速控步、似稳态浓度法、似平衡浓度法的适用条件及其应用。答：速控步：连续反应的总反应的速率决定于反应速率常数最小的反应步骤——最难进行的反应，称此为决定速率的步骤。此结论也适应于一系列连续进行的反应；而且要满足一个条件即反应必须进行了足够长的时间之后。似稳态浓度法：是对于不稳定中间产物的浓度的一种近似处理方法，视之近似看作不随时间变化，不仅常用于连续反应，对于其他类似的反应只要中间物不稳定，也可适用。似平衡浓度法：在一个包括有可逆反应的连续反应中，如果存在速控步，则可以认为其他各反应步骤的正向、逆向间的平衡关系可以继续保持而不受速控步影响，且总反应速率及表观速率常数仅取决于速控步及它以前的反应步骤，与速控步以后的各步反应无关。对于综合反应进行简化处理的方法有：①对于平行反应，总反应速率由快步反应确定；②对于连续反应，总反应速率由慢步反应确定，一般把中间物质视为不稳定化合物，采用似稳态浓度法处理；③对于可

第六章-化学反应动力学习题解答

第六章化学反应动力学思考题解答一、是非题（判断下列说法是否正确，并说明理由） 1. 错 2. 对 3. 错 4. 错 5. 错 6. 错 7. 对 8. 对 9.错 10. 对二、选择题 1. B 2. A. 3. B. 4. D. 5 .C 6.D. 7. A. 8. B 9. B. 10. C. 习题解答 1.请根据质量作用定律，写出下列各基元反应或复合反应中 A d d c t 与各物质浓度的关系。（1）2A + B 2P k ?? → （2）A + 2B P + 2S k ??→ （3）22A + M A M k ??→+ （4）2A B （5）2A 2B+D B+A 2D （6）解：（1）2A A B d 2d c kc c t - = （2）2A A B d d c kc c t -=（3）2 A A M d 2d c kc c t -= （4）2A 2 B 1A d 2+2d c k c k c t -=- （5）222 A 1 B D 1A 2A B 2D d 2+2+d c k c c k c k c c k c t ---=-- （6）A 1A 2A 3C d d c k c k c k c t -=+- 2.某人工放射性元素放出α粒子，半衰期为15min 。试问多长时间后该试样能分解掉80%。解：由题意得该反应为一级反应，符合一级反应的条件，则 11 2 ln 2 t k = 得 1k = ln 2 15 =0.0462mol -1 由积分定义式 1ln a k t a x =- 令 0.8x y a ==得 11ln 1k t y =- 则 t=34.84min k 1 k-1 k 1 k k

化学反应动力学考题及答案复习过程

化学反应动力学考题及答案

研究生课程考试成绩单（试卷封面）任课教师签名：日期：注：1. 以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。 “简要评语”栏缺填无效。 2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。 3. 学位课总评成绩以百分制计分。

第七章化学反应动力学

第七章化学反应动力学一．基本要求 1．掌握化学动力学中的一些基本概念，如速率的定义、反应级数、速率系数、基元反应、质量作用定律和反应机理等。 2．掌握具有简单级数反应的共同特点，特别是一级反应和a = b的二级反应的特点。学会利用实验数据判断反应的级数，能熟练地利用速率方程计算速率系数和半衰期等。 3．了解温度对反应速率的影响，掌握Arrhenius经验式的4种表达形式，学会运用Arrhenius经验式计算反应的活化能。 4．掌握典型的对峙、平行、连续和链反应等复杂反应的特点，学会用合理的近似方法（速控步法、稳态近似和平衡假设），从反应机理推导速率方程。学会从表观速率系数获得表观活化能与基元反应活化能之间的关系。 5．了解碰撞理论和过渡态理论的基本内容，会利用两个理论来计算一些简单反应的速率系数，掌握活化能与阈能之间的关系。了解碰撞理论和过渡态理论的优缺点。 6．了解催化反应中的一些基本概念，了解酶催化反应的特点和催化剂之所以能改变反应速率的本质。 7．了解光化学反应的基本定律、光化学平衡与热化学平衡的区别，了解光敏剂、量子产率和化学发光等光化反应的一些基本概念。二．把握学习要点的建议化学动力学的基本原理与热力学不同，它没有以定律的形式出现，而是表现为一种经验规律，反应的速率方程要靠实验来测定。又由于测定的实验条件限制，同一个反应用不同的方法测定，可能会得到不同的速率方程，所以使得反应速率方程有许多不同的形式，使动力学的处理变得比较复杂。反应级数是用幂函数型的动力学方程的指数和来表示的。由于动力学方程既有幂函数型，又有非幂函数型，所以对于幂函数型的动力学方程，反应级数可能有整数（包括正数、负数和零）、分数（包括正分数和负分数）或小数之分。对于非幂函数型的动力学方程，就无法用简单的数字来表现其级数。对于初学者，要求能掌握具有简单级数的反应，主要是一级反应、a = b的二级反应和零级反应的动

第六章-化学反应动力学习题解答

化学反应动力学习题

化学反应动力学基础(一)-学生

化学反应动力学第二章习题答案

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化学反应动力学考题及答案复习过程

第七章 化学反应动力学

第七章化学反应动力学