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第六章化学动力学习题参考答案

第六章化学动力学习题答案

1. 某放射性元素经14天后，活性降低了6.85%。试求：（1）该放射性元素的半衰期；（2）若要分解掉90%，需经多长时间？解：放射性元素的衰变符合一级反应规律。

设反应开始时，其活性组分为100%，14天后，剩余的活性组分为100%-6.85%，

则：A,031A,011100ln ln 5.0710d 14100 6.85

c k t c x --===?--

312

ln 2/ln 2/(5.0710)136.7d t k -==?=

A,03A,0A,0111ln ln 454.2d 0.9 5.071010.9

c t k c c -===-?-

2．已知某药物在体内的代谢过程为某简单级数反应，给某病人在上午8时注射该药物，然后分别经过不同时刻t 测定药物在血液中的浓度c （以mmol?L -1表示），得到如下数据：

t / h 4 8 12 16 c/(mmol?L -1) 0.480 0.326 0.222 0.151

如何确定该药物在体内代谢过程的反应级数？该反应的速率常数和半衰期分别是多少？

解：此题可用尝试法求解反应级数。先求出不同时刻的ln c ：

t / h 4 8 12 16

ln c -0.744 -1.12 -1.51 -1.89

以ln c 对t 作图，得一直线，相关系数为0.9999，所以此为一级反应，即n=1。直线的斜率为-0.0957，则有此反应的速率常数为0.0957h -1；半衰期

1/2ln 2

7.24h t k

=。

3．蔗糖在酸催化的条件下，水解转化为果糖和葡萄糖，经实验测定对蔗糖呈一

级反应的特征： 122211261266126H

C H O H O C H O C H O +

+??→+

蔗糖（右旋）果糖（右旋）葡萄糖（左旋）

这种实验一般不分析浓度，而是用旋光仪测定反应过程中溶液的旋光角。反应开始时，测得旋光角0 6.60α=o 。在t=8min 时，测得旋光角 3.71t α=o 。到t ∞时，即蔗糖已水解完毕，这时旋光角 1.98α∞=-o 。由于葡萄糖的左旋大于果糖的右旋，所以最后溶液是左旋的。试求该水解反应的速率系数和半衰期。

解：一级反应的积分式为：A,0A,01

ln c k t c x =-

式中

A,0A,0c c x

-是蔗糖的起始浓度与其在t 时刻的浓度之比。由于旋光度与溶液的浓

度成正比，因此可以利用旋光度之比来代替溶液的浓度比，即：

01ln t a a

k t a a ∞∞

-=-

其中：（0αα∞-）代表反应开始的旋光度，（t αα∞-）代表在t 时刻的旋光度。

1011 6.60 1.98

ln ln 0.05134min 8 3.71 1.98t a a k t a a -∞∞-+===-+

ln 2/2/0.0513413.5min t k ln ===

4．氯化醇和碳酸氢钠反应制取乙二醇：

CH 2OHCH 2Cl (A)+ NaHCO 3 (B)

CH 2OHCH 2OH + NaCl + CO 2

已知该反应的微分速率方程为：A

A B d d c kc c t

=，且测得在355K 时反应的速率常数115.20mol L h k --=g g 。试计算在355 K 时：

(1) 如果溶液中氯乙醇、碳酸氢钠的初始浓度相同, -1A,0B,0 1.2mol L c c ==g ，氯乙醇转化95%需要多少时间？

(2) 在同样初始浓度的条件下, 氯乙醇转化率达到99.75%需要多少时间？ (3) 若溶液中氯乙醇和碳酸氢钠的开始浓度分别为-1A,0 1.2mol L c =g ，

-1B,0 1.5mol L c =g ，氯乙醇转化99.75%需要多少时间？

解：（1）由速率方程知反应为二级反应, 且两反应物开始浓度相同, 则

A,01

111(

)[] 3.04h 5.20(195%) 1.20 1.20

t k c c =

-=-? （2）同理 2A

A,0

111(

)[]63.9h 5.20(199.75%) 1.20 1.20

t k c c =-

-=-? （3）因为两反应物开始浓度不同, 则

B,0A 3A,0B,0A,0B 111

()

1.50(199.75%) 1.20

5.20mol L h (1.20 1.50) 1.20(1.50 1.2099.75%)

2.82h

c c t k c c c c --=

-?-?=

?-?-?=g g

5．某蛋白质P 在某分子伴侣C 帮助下进行折叠。未折叠的蛋白P u 先与C 生成中间产物PC （该过程为平衡过程，正向和逆向反应速率常数分别为k 1和k -1），中间产物PC 经过分解形成折叠的蛋白P f ，该步反应很慢，折叠过程可表示为：

P u

k k -1

k 2

P f

推导其折叠动力学方程。解：反应由最后一步决定，所以

211121

11d[]

[]

d ,[][][],[][][]

[][][]f u u u u P r k PC t

k k P C PC k k k r P C k P k P C k PC ---=

===

==平衡态近似所以代入得

6．已知某药物分解反应为一级反应，在1000C 时测得该药物的半衰期为170d 。该药物分解20%为失效，已知100C 时其有效期为2a （按700d 计）。若改为室温下（250C ）保存，该药物的有效期为多少天？解：

3112

100,:

ln 20.693(373.15K) 4.0810d 170

C k t --===?o 时该药物分解反应的速率常数为

o 0

004

10C ,ln

ln ln 3.1910d

7000.2c kt

c c k t c c c --==?-0时该药物分解反应的速率常数为:=1

(283K)=

4-1

122a 21

:ln

2.4910J mol RTT k E T T k =

?=??-该分解反应的活化能为

298a 2128312

4429841

29825:ln ()2.4910(298283)ln ln 3.19107.51

8.314283293

5.4810d C k E T T k R TT k k ----=??-=+?=-??=?o 时该分解反应的速率常数为

7．对于一级反应，试证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应情况又如何？解：对于一级反应有 11/2ln 2k t =

A,0A,0

12A

A,0

ln8

(10.875)c c k t c c ===-

21/2ln 8

3ln 2

t t == 对于二级反应有 21/2A,0

1k t c =

22A A,0A,0A,0A,011117(10.875)k t c c c c c =

-=-=- 21/2

7t t = o A,0A,041A A,0A,0

25C 2.303 2.303

(298)lg lg 407d 5.48100.2c c t K k c d c c --=

==?-有效时该药物的有效期为:

8．某连续反应12A B C k k ??

→??→，其中k 1 = 0.1min -1，k 2 = 0.2 min -1 。反应刚开始时A 的浓度为1mol ?L -1，B 、C 的浓度均为0。（1）求当B 的浓度达到最大时的时间t max ；（2）该时刻A 、B 、C 的浓度分别为多少？解：（1）B 浓度达到最大时的时间

21max 21ln(/)ln(0.2/0.1) 6.93min 0.20.1

k k t k k =

==--

（2）t max 时刻各反应组分的浓度：

1max 221()-1A A,0[/()]

-11B,ma x A,02

-1C A,0A B,max e 0.5mol L (

)0.25mol L 0.25mol L k t k k k c c k c c k c c c c --==?==?=--=?g

9．某物质A 的分解是二级反应。恒温下反应进行到A 消耗掉初浓度的1/3所需要的时间是2min ，求A 消耗掉初浓度的2/3所需要的时间。解：

2/3A A,0

A A A,02/3A,02/3A,0A,02/3

A A,01/32/3A A,01/3A,0A A,0

111111111()()21

21112()228min A t k t c c k t c c t c c c t k c t t k c c k c ??-==-=-=

-==?=由

得

10．在某化学反应中随时检测物质A 的含量，1h 后，发现A 已作用了75%。（1）若该反应对A 来说是一级反应，试问2h 后A 还剩多少没有作用？（2）若该反应对A 来说是零级反应，求A 完全作用所需的时间？解：（1）对于一级反应有0ln ln c c kt -=

-1000

ln ln ln ln 0.25 1.386h 1

c c c c k t --=

== 2h 后，剩余A 的质量分数为w ，1

ln 1.3682 6.25%w w

=?=

（2）对于零级反应有C 0 – C = kt

000

000.250.7500.75 1.333c c k k c A c kt c t t h

-=?=-==?=如完全作用，则：

11．某化合物A 能分解成B 和C 。用作图法分析在某温度下所得的下列数据，判断该反应是对峙、平行或连续反应，并写出反应式。

t (h) 0 10 20 30 40 50

∞ c A (mol·L -1) 1

0.368

0.135

0.0498

0.0183

0.00674 0.00243

c B (mol·L -1) 0

0.156

0.399

0.604

0.748

0.842

0.903

c C (mol·L -1)

0.476

0.466

0.346

0.234

0.151

0.095

解：作图，为连续反应A → C → B 。

12．某一级反应在340K 时完成20%所需时间3.2min ，而在300K 时同样完成20%需时间12.6min ，试计算该反应的活化能。

t (h)

1 0.8 0.6 0.4 0.2

C (m o l /L )

解：根据题意，可得

k t k t =，根据a 211211ln ()E k k R T T =-

212211a 211212

ln ln T T k T T t

E R R T T k T T t =?

=?-- -1a 340300 3.20

8.314ln 29.06kJ mol 34030012.6

E ?=?

=?-

13．醋酸酐的分解是一级反应，其速率常数-1s K k T 与温度有如下关系：

3lg 12.04147.53710,k T =-?欲使此反应在10分钟内转化率达到90%，应如何控

制温度？解：

0003310min 60011

3.8310600(190%)lg(3.8310)12.04147.53710521K

t s

c c k ln ln s t c c T T ---=====?-?=-?=

14．根据如下的气相反应相关数据

2NO + O 2

2NO 2

T (K) 600 645 k (L·mol -1min -1) 6.62? 105 6.81? 105 k’ (L·mol -1·min -1) 8.40 40.8

求：（1）两个温度下的平衡常数。（2）正向反应和逆向反应的活化能。

解：（1）600K 时，5

46.62107.8810'8.40k K k ?==

=? 640K 时，5

46.8110 1.6710'40.8

k K k ?==

=? （2）正反应的活化能：

1221ln )(k k T T T RT E a -== 58.314600645 6.8110ln 5

(645600) 6.6210???-?=2.02 kJ·mol -1

逆反应的活化能：

22112'

''ln

)

(k k T T T T R E a -==8.31460064540.8

ln (645600)8.40??-=113.0kJ·mol -1

15．青霉素G 的分解为一级反应，实验测得有关数据如下：

T / K 310 316 327 k / h -1

2.16?10-2

4.05?10-2

0.119

求反应的活化能和指数前因子A 。解：由公式)(2

212ln

T T T T R E k k a -=，得 122112ln )(k k T T T T R E a -== 228.314310316 4.0510ln (316310) 2.1610

--???-? = 85.3 kJ·mol -1

与之相同方法，用不同温度下的k 求出三个E a 后，求得均值：E a =84.7 kJ·mol -1

又 RT Ea k A +=ln ln ，2

384.710ln ln 2.16108.314310

A -?=?+?，

A = 4.04?1012

同理，将不同温度下的k 值代入上述关系式，求出三个A 值后，得均值：A =4.05?1012。

16．反应

，在298K ，k 1=2.0?10-2 min -1, k 2=5.0?10-3 min -1，温度增加

到310K 时，k 1增加为原来的四倍，k 2增加为原来的二倍，计算： (1) 298 K 时平衡常数；

(2) 若反应由纯A 开始，问经过多长时间后，A 和G 浓度相等？ (3) 正、逆反应的活化能E a1、E a2。

解：（1）298 K 时平衡常数K c ：2

1c 3

2 2.01045.010k K k --?===? （2）先求出c A, eq , 再求反应至2

A,0A G c c c ==时所需时间t , 因为

4eq

A,eq

A,A,0eq

A,eq G,c =-=

c c c c c K ，解得： 5

A,0

eq A,c c =

根据1-1级对峙反应积分速率方程

()t k k c c c c 21eq

A,A eq A,A,0ln

+=--

A,0A,eq A,0A,012

A A,eq

A,0A,023

/51

ln 39.2min 2.010 5.010/2/5

c c c c t k k c c c c ----=

=?+?+-- （3）对于正反应, 根据Arrhenius 方程??

? ??-'

-=?

? ??'T T R E k k 11ln a111, 代入各已知值得 a111411ln

()8.314310298

E k k =--? 正反应的活化能E a1= 88.7 kJ ?mol -1；同理逆反应的活化能E a2= 44.4 kJ ?mol -1。

17．碘化氢分解反应：2HI

H 2 + I 2, 已知临界能E c =183.92 kJ ?mol -1, HI 的分

子直径d = 3.5?10-10 m, 摩尔质量为127.9 g/mol 。试由碰撞理论计算在不同温度下HI 分解的速率常数k 并和下列实验数据相比较。

T /K

556

666 781 k /mol -1?m 3?s -1 3.52?10-10

2.20?10-7

3.95?10-5

解：根据碰撞理论, 对同种双分子之间反应速率常数

E M RT

Ld RT E Z k c A 2A c $AA exp 2exp

-=-?=π k

=23

103

183.92102 6.02210(3.510)

)8.314

-?????-

k =)22122

exp(10108.26T

T -

? 分别将T =556、666、781 K 代入, 计算结果列入下表：

T /K

556

666 781 k /mol -1?m 3?s -1 2.61?10-10

2.04?10-7

2.94?10-5

18．已知某气相反应11

A B+C k k

-垐垎噲垐，在25℃时的k 1和k -1分别为0.2s -1和

3.938×10-3Pa -1·s -1，在35℃时正逆反应的速率常数k 1和k -1均增加为原来的 2倍。求：①25℃时的平衡常数K C ；②正逆反应的活化能；③反应的热效应Q 。

解：①-1415

10.2s 5.06610Pa 3.94810

c k K k --===?? ②???? ??-=21

1211ln

T T R E k k ，11

1153(kJ mol 53kJ mol E E ---=?=?)； ③011=-=-E E Q

19．物质X 分解属于平行反应，分别得到物质A 和B ，其速率常数分别为： k 1=1011exp(-3608.37/T ) 和 k 2=1010.52exp(-2405.58/T )。

试计算：①生成A 反应的活化能比生成B 反应的活化能大多少?②在任一时刻A 与B 的产率相同，则温度为多少?

解：① 1

13608.378.31430000J mol E -=?=?

22405.588.31420000J mol E -=?=?

12300002000010000J mol E E --=-=?

②

][][k k B A =

，当][][B A =，必有21k k = )/58.2405ex p(10)/37.3608ex p(1052.1011T T -=-，1088K T =

20．在294.20K ，一级反应A →C 直接进行时，A 的半衰期为1000min ，若温度升高45.76K ，则反应开始0.1min 后A 的浓度降到初始浓度的1/1024，改变反应

条件，使该反应分两步进行： 11

*A A k k -垐垎噲垐，2*

A k C ??→。已知两步的活化能分别为E 1=125.52kJ·mol 1-，E 1-=120.3 kJ·mol 1-及E 2=167.36 kJ·mol 1-，试计算500K 时反应是直接进行的速率较快还是分步进行的速率较快？快多少倍？解：一步反应：41294.20ln 2

6.9310min 1000

K k --=

=? kt c c A A

=-0

ln ，K k 96.339A A 1.0c /1024c ln

00?=-，1339.9669.31min K k -=

(1)221

121

a E k T T k R T T -=，(1)4

45.7669.31ln 11.518.314294.20339.96 6.9310a E -?==?? 1(1)209.21kJ mol a E -=?

分两步时，因E 2>E 1，所以k 2为控制步骤

[]'2A k r =，又

[][]A A k k '11=

-，[]A k k

k r 1

12-=， 1a(2)211172.58kJ mol E E E E --=+-=? 假设一步和两步的指前因子相等，则

a(2)a(1)

(172.58209.21)108.314500

(2)

6712(1)

E E RT

r e e

r --?-

-?===

计算结果表明分步进行要比直接进行快的多。

21．已知反应C →B 在一定范围内，其速率常数与温度的关系为：

4000

lg 7.0k T

+（k 的单位为min 1-）（1）求反应的活化能和指前因子A ；

（2）若反应在30秒时C 反应50%，问反应温度应控制在多少度？

（3）若此反应为可逆反应：C ?B ，且正逆反应都是一级，在某一温度时k 1= 0.01 min 1-，平衡常数K= 4，如果开始只有C ，其初始浓度为0.01mol·L -1，求30min 后B 的浓度。

解：（1）将Arrhenius 方程式A RT

E k a

lg 303.2lg +-

=与本题所给条件

4000

lg 7.0k T

+相比较有： 12.303(4000)76.589kJ mol a E R -=-?-=?

0.7lg =A 故710=A

（2）求反应的温度关键是求k 值。从k 的单位可知该反应为一级反应，

其动力学方程为：

11111ln ln 1.386min 130/6010.5

k t x -===--

4000

lg 7.04000

lg1.3867.0

k T

T =-

+=-+

K 2.583=T

（3） 11

B k k

C -垐垎噲垐 t = 0 0.01 0 t = t c C 0.01-c C t = t e c C,e 0.01-c C,e 平衡时

,0,1

C C e

C e

c c k K c k --==

由c c,0 = 0.01mol/L, k 1 = 0.01min -1,得：k -1 = 0.0025 min -1, c C,e = 0.002 mol/L 。

C,0C,11C C,C C B C,0C ln ()0.010.002

ln (0.010.0025)30

0.002

0.0075mol/L

0.0025mol/L

e e

c c k k t

c c c c c c c --=+--=+?-==-=

22．预测茵栀黄注射液的有效期,该注射液是茵陈、山栀和黄岑经提取后制成的复方静脉注射液。注射液中黄岑不稳定, 所以以其主要成分黄岑甙的含量作为质量控制标准。用薄层色谱法结合紫外分光光度法测定含量。加速试验在373.15、363.15、353.15和343.15 K 遮光进行。实验结果下表所示：

茵栀黄注射液在不同温度下时间t 与含量c 的关系

注射液降解至10%即失效, 求该注射液在室温(298.15 K)下的贮存期t 0.9。解：由题所给数据作ln c ~ t 图得四条直线, 表明该注射液的降解是表观一级反应。直线回归后由直线的斜率可得各温度下的速率常数k , 数据如下：

T /K 373.15 363.15 353.15 343.15 1/T ?103/ K -1

2.680

2.754

2.832

2.914

k /h -1 5.403?10-2 1.901?10-2 6.809?10-3 2.256?10-3 ln k

-2.9182

-3.9628

-4.9895

-6.0942

根据Arrhenius 公式：RT

E A k a

ln ln -

=, 以ln k ~1/T 作直线回归, 得截距为33.321, 斜率为-13529, 相关系数r = 0.999。则298.15 K 时

055.1215

.29813529

321.33ln -=-

k =5.815?10-6 h -1

该注射液降解10%为失效, 有

40.96

ln (10/9)ln (10/9)

1.81210 (h)

2.07 y 5.81510

t k -=

==?=? 即有效期2.07年。留样观察结果约为2年左右, 二者较为接近。

23．一氯乙酸在水溶液中进行分解, 反应式如下：

ClCH 2COOH + H 2O

CH 2OHCOOH + HCl

今用λ=25370

A 的光照射浓度为0.5 mol ?L -1的一氯乙酸样品1 L, 照射时间为t , 样品吸收的能量ε及c Cl -的实验结果如下：

t /min ε/J c Cl -?105 /mol ?L -1

837

34.36

2.325

当用同样的样品在暗室中进行实验时, 发现每分钟有3.5?10-10 mol ?L -1的Cl -生成。试计算该反应的量子效率Φ。解：根据量子效率Φ的定义：

()()

21Cl n n 的量被吸收的光量子的物质离子的物质的量

光解反应产生的-=

Φ 光解反应产生Cl -离子的物质的量应为Cl -离子的总物质的量减去非光化反应产生Cl -离子的物质的量, 即

n 1=2.325?10-5-837?3.5?10-10=2.296?10-5 mol

2102897)

102537/(119603634/11960--?=?=

....Einstein

n λ

mol 31501028971029625

21...n n =??==--Φ

化学动力学基础(一、二)习题

化学动力学基础(一、二)习题一、选择题: 1、某反应的速率常数k=0.0462分－1，又知初始浓度为0.1mol.dm－3，则该反应的半衰期为: (A) 1/(6.93×10-2×0.12) (B) 15分(C) 30分(D) 1/(4.62×102×0.1)分答案:（B） 2、某一级反应, 当反应物的浓度降为起始浓度的1％时,需要t1秒, 若将反应物的浓度提高一倍, 加快反应速率, 当反应物浓度降低为起始浓度的1％时, 需时为t2, 则: (A ) t1﹥t2(B) t1=t2 (C) t1﹤t2(D) 不能确定二者关系答案:(B) 3、某反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍, 则该反应的级数是: (A) 零级(B) 一级反应(C) 三级反应(D) 二级反应答案:(B )

4、反应A→B(Ⅰ);A→D(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) 降低反应温度 (C) 延长反应时间(D) 加入适当的催化剂答案：C 5、由基元步骤构成的复杂反应:2A→2B+C A+C→2D，以C物质的浓度变化表示反应速率的速率方程(已知：-dC A/dt=K A1C A2-K A2C B2C c+K A3C A C C ) 则 (A)dC c/dt=K A1C A2-K A2C B2C c+K A3C A C C (B)dC c/dt=1/2K A1C A2-1/2K A2C B2C c+1/2K A3C A C C (C)dC c/dt=2K A1C A2-2K A2C B2C c+2K A3C A C C (D)dC D/dt=-K A3C A C C 答案：(B) 6、反应Ⅰ, 反应物初始浓度C0’, 半衰期t1/2’, 速率常数K1, 反应Ⅱ, 反应物初始浓度C0”, 半衰期t1/2”, 速率常数K2,

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

1--化学动力学基础

1--化学动力学基础 [教学要求] 1．掌握化学反应速率的基本概念及表示方法。 2．掌握反应机理概念，掌握有效碰撞理论，了解过渡状态理论，掌握活化能、活化分子的概念及其意义。 3．掌握浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响及浓度、温度对化学反应速率影响的定量关系：质量作用定律，化学反应的温度因子，熟悉阿仑尼乌斯方程及其应用。 [教学重点] 1．反应机理的概念，有效碰撞理论，过渡状态理论，活化能、活化分子的概念及其意义。 2．浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响及浓度、温度对化学反应速率影响的定量关系：质量作用定律，化学反应的温度因子，阿仑尼乌斯方程及其应用 [教学难点] 1．有效碰撞理论，过渡状态理论，活化能、活化分子的概念。 2．阿仑尼乌斯方程。 [主要内容] 1．化学反应速率的基本概念及表示方法：平均速率和瞬时速率，同一反应用不同物系表示速率时这些速率间的关系。 2．反应机理（反应历程）概念：基元反应和非基元反应、反应分子数（单分子反应、双分子反应、三分子反应）。 3．反应速率理论简介：有效碰撞理论的基本要点，有效碰撞的条件，有效碰撞、活化能、活化分子的概念，碰撞频率因子与化学反应临界能或阀能的关系公式，活化能、方位因子、碰撞频率因子与反应速率的关系，活化过渡状态理论的基本要点，活化络合物；实验活化能。 4．浓度对化学反应速率的影响：质量作用定律、反应级数、化学反应速率方程式；温度对化学反应速率的影响：阿仑尼乌斯方程式及其应用。 5．催化剂基本概念及其基本特征，催化作用，催化剂对化学反应速率的影响机制。 [教学内容] §3.1 化学反应速率的概念 3.1.1 平均速率和瞬时速率 1. 平均速率某一有限时间间隔内浓度的变化量。 2. 瞬时速率时间间隔Δt 趋于无限小时的平均速率的极限。 1 2NO 2 (CCl 4) + O 2(g) 例：N 2O 5(CCl 4) 2 1 252152252) O N ()O N ()O N (t t c c r --- =t c ??- =)O N (52 lim t r r ?→=

化学动力学练习题

化学动力学练习题一. 选择题 1. 若反应速率k的量纲是：[浓度]([时间]-1，则该反应是 A. 三级反应 B. 二级反应 C. 一级反应 D. 零级反应 2．对于一级反应，反应物浓度C与时间t的关系是 A. 以1/c对t作图为直线 B. 以C对t作图为直线 C. 以LnC对t作图为直线 D. 以C对1/t作图为直线 3. 对于反应A Y，如果反应物A的浓度减少一半，A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. 三级 4. 某放射性同位素的半衰期为5天，则经15天后所剩的同位素的物质的量是原来同位素的物质的量的：（）。 A. 1/3； B. 1/4； C. 1/8； D. 1/16。 5. 对于基元反应反应级数与反应分子数 A. 总是相同的 B. 总是不相同 C. 不能确定 6.反应2N2O5(g) → 2 N2O4(g)＋O2(g) 当N2O5消耗掉3/4所需时间是半衰期的2倍，则此反应为。 A.0级 B.1级 C.2级 D. 3级 7. 基元反应 A → P+ ……其速度常数为k1,活化能 E a1= 80KJ.mol-1，基元反应 B → P+ ……其速度常数为k2,活化能 E a2= 100KJ.mol-1，当两反应在25℃进行时，若频率因子 A1= A2,则。 A. k1= k2 B. k1＞k2 C. k1＜k2 8. 某反应，反应物反应掉5/9所需的时间是它反应掉1/3所需时间的2倍,这个反应是 A. 一级 B. 二级 C. 零级 D. 三级 9．已知某化学反应速率常数的单位是s-1则该化学反应的级数为（A）零级（B）一级（C）二级（D）三级 10. 某一反应在一定条件下的平衡转化率为25%，当加入合适的催化剂后，反应速率提高10倍，其平衡转化率将（） A. 大于25% B. 小于25% C. 不变 D. 不确定 11.乙酸高温分解时，实验测得CH3COOH(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：。 (A) 基元反应； (B) 对峙反应； (C) 平行反应； (D) 连串反应。 12.一个基元反应，正反应的活化能是逆反应活化能的2倍，反应时吸热 120 kJ·mol-1，则正反应的活化能是(kJ·mol-1)：。 (A) 120 ； (B) 240 ； (C) 360 ； (D) 60 。 13. 反应3O2 2O3，其速率方程 -d[O2]/d t = k[O3]2[O2] 或 d[O3]/d t = k'[O3]2[O2]，那么k 与k'的关系是：。 A．2k ＝ 3kˊ B. k ＝ kˊ C．3k ＝ 2kˊ D. 1/2k ＝ 1/3kˊ 14.低温下，反应CO(g) + NO2(g) ==CO2(g)+ NO(g) 的速率方程是υ= k{c(NO2) }2试问

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]

结构化学第六章习题

《结构化学》第六章习题 6001 试述正八面体场中，中心离子 d 轨道的分裂方式。 6002 试用分子轨道理论阐明 X -，NH 3 和 CN -的配体场强弱的次序。 6003 按配位场理论，在 O h 场中没有高低自旋络合物之分的组态是：---------------- ( ) (A) d 3 (B) d 4 (C) d 5 (D) d 6 (E) d 7 6004 凡是中心离子电子组态为d 6的八面体络合物，其 LFSE 都是相等的，这一说法是否正确？ 6005 络合物的中心离子的 d 轨道在正方形场中，将分裂成几个能级：---------------- ( ) (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 6006 Fe(CN)63-的 LFSE=________________。 6007 凡是在弱场配位体作用下，中心离子 d 电子一定取高自旋态；凡是在强场配位体作用下，中心离子 d 电子一定取低自旋态。这一结论是否正确？ 6008 Fe(CN)64-中，CN -是强场配位体，Fe 2+的电子排布为6g 2t ，故 LFSE 为_____________。 6009 尖晶石的一般表示式为 AB 2O 4，其中氧离子为密堆积，当金属离子A 占据正四面体T d 空隙时，称为正常尖晶石，而当A 占据O h 空隙时，称为反尖晶石，试从晶体场稳定化能计算说明 NiAl 2O 4 晶体是什么型尖晶石结构( Ni 2+为d 8结构)。 6010 在 Fe(CN)64-中的 Fe 2+离子半径比 Fe(H 2O)62+中的 Fe 2+离子半径大还是小？为什么？ 6011 作图证明 CO 是个强配位体。 6012 CoF 63-的成对能为 21？000 cm -1，分裂能为 13？000 cm -1，试写出： (1) d 电子排布 (2) LFSE 值 (3) 电子自旋角动量 (4) 磁矩 6013 已知 ML 6络合物中(M 3+为d 6)，f =1，g = 20？000 cm -1，P = 25？000 cm -1，它的LFSE 绝对值等于多少？------------------------------------ ( ) (A) 0 (B) 25？000 cm -1 (C) 54？000 cm -1 (D) 8000 cm -1 6014 四角方锥可认为是正八面体从z 方向拉长，且下端没有配体 L 的情况。试从正八面体场的 d 轨道能级图出发，作出四角方锥体场中的能级分裂图，并简述理由。 6015 某 AB 6n -型络合物属于O h 群，若中心原子 A 的d 电子数为6，试计算配位场稳定化能，并简单说明你的计算方案的理由。 6016 下列络合物哪些是高自旋的？------------------------------------ ( ) (A) [Co(NH 3)6]3+ (B) [Co(NH 3)6]2+ (C) [Co(CN)6]4- (D) [Co(H 2O)6]3+ 6017 凡是低自旋络合物一定是反磁性物质。这一说法是否正确？ 6018 Fe 的原子序数为26，化合物K 3[FeF 6]的磁矩为5.9玻尔磁子，而K 3[Fe(CN)6]的磁矩为1.7玻尔磁子，这种差别的原因是：------------------------------------ ( ) (A) 铁在这两种化合物中有不同的氧化数 (B) CN -离子比 F -离子引起的配位场分裂能更大 (C) 氟比碳或氮具有更大的电负性 (D) K 3[FeF 6]不是络合物 6019 已知[Fe(CN)6]3-，[FeF 6]3-络离子的磁矩分别为1.7B μ，5.9B μ (B μ为玻尔磁子)( Fe 原子序数26)， (1)请分别计算两种络合物中心离子未成对电子数；

化学动力学基础(一)

化学动力学基础（一）教学目的与要求: 使学生了解和掌握化学动力学的一些基本概念，测定化学反应速率的一般方法，几种简单级数反应的动力学特征，几种典型的复杂分应的动力学特征，温度对反应速率的影响，有自由基参加的反应的动力学特征，拟定反应动力学方程的一般方法。重点与难点: 化学动力学的一些基本概念：反应的级数与反应的分子数，基元反应与非基元反应以及反应的速率的描述方法等；简单级数反应的动力学特征，几种典型复杂反应的动力学特征，温度对反应速率的影响（反应的活化能的概念），链反应的动力学特征以及动动学方程的推导方法。 §11.1 化学动力学的任务和目的化学反应用于生产实践所遇到的两个方面的问题和热力学的局限性以及化学动力学的必要性，它的实际意义。化学动力学的基本任务：１．研究化学反应的速率，以及各种因素（浓度，压力，温度，催化剂）对速率的影响。２．研究反应的机理（历程）。化学动力学与物质结构的关系：化学动力学和化学热力学的研究方法是不同的。它要研究反应速率及其影响的因素，必须了解体系的物质结构方面的知识，同时，通过对反应速率以及反应机理的研究，也可以加深人们对物质结构的认识。化学动力学的发展过程：第一阶段，宏观动力学阶段，主要从宏观上测定化学反应的速率，确定反应的级数，在此阶段，确立了质量作用定律和阿累尼乌斯定律，并提出了活化能的概念。第二阶段，包括从宏观动力学到微观动力学的过程，以及从微观研究化学反应的速度。在这一阶段，建立了各种反应的速度理论，如碰撞理论，过渡状态理论，链反应，单分子反应速度等理论，从二十世纪五十年代开始，分子束和激光技术应用于化学动力学的研究，使人们进入到了态--态反应的层次，研究不同量子态的反应物和产物的速率，以及反应的细节。化学动力学理论还不能象热力学理论那样系统和完善。 §11．2化学反应速率表示法反应系统中反应物的消耗和

化学动力学基础二

第十二章化学动力学基础(二) 1. 将1.0 g氧气和0.1 g氢气于300 K时在1 dm3的容器内混合,试计算每秒钟内单位体积内分子的碰撞数为若干? 设O2和H2为硬球分子,其直径分别为0.339和0.247 nm. 2. 某双原子分子分解反应的阈能为8 3.68 kJ/mol,试分别计算300 K及500 K时,具有足够能量可能分解的分子占分子总数的分数为多少? 3. 某气相双分子反应, 2A(g) ---> B(g)+C(g),能发生反应的临界能为100 kJ/mol.已知A的相对分子量为60,分子直径为0.35 nm,试计算在300 K时,该分解作用的速率常数k 值. 4. 松节油萜(液体)的消旋作用上一级反应,在457.6 K和510.1 K时的速率常数分别为2.2×和3.07× min-1,试求反应的实验活化能E a,在平均温度时的活化焓和活化熵. 5. 在298 K时某化学反应,如加了催化剂后使其活化熵和活化焓比不加催化剂是时分别下降了10 J/(mol·K)和10 kJ/mol,试求不加催化剂与加了催化剂的两个速率常数的比值. 6. 在298 K时有两个级数相同的基元反应A和B,其活化焓相同,但速率常数k A=10k B,求两个反应的活化熵相差多少? 7. 某顺式偶氮烷烃在乙醇溶液中不稳定,通过计量其分解放出的N2气来计算其分解的速率常数k值,一系列不同温度下测定的k值如下所示: T/ k 248 252 256 260 264 k×/s-1 1.22 2.31 4.39 8.50 14.3

试计算该反应在298K时的实验活化能,活化焓,活化熵和活化吉布斯自由能. 8. 对下述几个反应,若增加溶液中的离子强度,则其反应速率常数是增大,减小还是不变? (1) NH4+ +CNO- --->CO(NH2)2 (2) 酯的皂化作用. (3) S2O82- + I- --->P 9. 在298 K时,反应N2O4(g) 2NO2(g)的速率常数k1=4.80× s-1,已知NO2和N2O4的生成吉布斯自由能分别为51.3和97.8 kJ/mol,试求 (1)298 K时, N2O4的起始压力为101.325 kPa时, NO2(g)的平衡分压? (2)该反应的弛豫时间? 10. 用温度跳跃技术测量水的离解反应: H2O H+ + OH-,在298 K时的弛豫时间τ=37× s,试求该反应正向和逆向反应的速率常数k1和k-2. 11. 在光的影响下,蒽聚合为二蒽.由于二蒽的热分解作用而达到光化平衡.光化反应的温度系数(即温度每增加10K反应速率所增加的倍数)是1.1,热分解的温度系数是2.8,当达到光化平衡时,温度每升高10K.二蒽产量是原来的多少倍? 12. 用波长为313nm的单色光照射气态丙酮,发生下列分解反应: (CH3)2CO +hv---> C2H6 + CO ,若反应池的容量是0.059 dm3,丙酮吸收入射光的分数为0.915,在反应过程中,得到下列数据: 反应温度:840 K照射时间t=7 h

(整理)4-化学动力学典型例题.

一、选择题 1. 某反应的计量方程和速率方程分别为 2A+B=2D [][][][][]1122d A d B d D r k A B dt dt dt =-=-== 则该反应的分子数为 ( D ) （A ）单分子反应（B ）双分子反应（C ）三分子反应（D ）不能确定 2. 某反应进行完全的时间是有限的,且 0/t c k =,该反应级数为 ( D ) (A)一级（B ）二级 (C)三级 (D)零级 3. 当某一反应物的初始浓度为时30.04mol dm -?，消耗一半所需时间为360s 。初始浓度为 3 0.024mol dm -?时，消耗一半需600s 。则反应的级数为 ( C ) (A)零级（B ）1.5级 (C)二级 (D)一级

4．有一个起始物浓度相等的二级反应，当反应物消耗1/3时的时间为10min ，若再消耗1/3所需的时间为 ( C ) (A)10min （B ）20min (C)40min (D)50min 5*．某一级反应，反应物转化99.9%所需的时间是半衰期的 ( C ) (A) 2倍 (B)5倍 (C)10倍 (D)20倍说明：99.9% equals to 1023/1024, 1/2→3/4 →7/8→……→1023/1024,要经历10个半衰期。 6．某反应在起始物浓度下降一半时，其半衰期也缩短一半，则该反应的级数为 ( D ) (A)一级（B ）1.5级 (C)二级 (D)零级 7．有一平行反应（1）1 k A B ??→，（2）2K A D ??→，已知反应（1）的活化能大于反应（2）的活化能，如下措施哪种不能改变产物B 和D

化学动力学基础

第11章化学动力学基础重点：基元反应的质量作用定律及其应用，速率方程的积分形式，速率方程的确定，温度对反应速率的影响，阿累尼乌斯方程的各种形式及其应用，指前因子k0、活化能Ea 的定义，典型复合反应及复合反应速率的近似处理法，链反应，气体反应的碰撞理论，势能面与过渡状态理论。难点：由反应机理推导速率方程的近似方法(选取控制步骤法、稳态近似法和平衡态近似法)的原理及其应用。重要公式 2. a ln ()k E k R T T =-211211E k A RT =-+a ln 3.非基元反应的表观活化能: a a,1a,2a,3E E E E =++ 4. 1-1级对行反应：A,0A,11A A,ln ()e e c c k k t c c --=+-B 1A 1,e c ,e c k K c k -== 5. 1-1级平行反应：A,012A c ln ()k k t c =+1B 2C k c k c = 6.平衡态近似法：C 1A B 1c c k K c c k -== 7.稳态近似法：B d 0d c t =

化学动力学是物理化学的一个重要组成部分，其主要任务是（1）研究反应速率及其影响因素（2）揭示反应的历程，并研究物质结构和反应能力的关系。动力学和热力学不同：平衡态热力学只讨论系统的平衡态，其性质不随时间而变化，因而不考虑时间这个因素；另外，热力学是用状态函数研究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，并不涉及化学变化所经历的中间途径和中间步骤。所以，热力学对化学反应的速率和具体反应历程不能给予回答，只能说明反应进行的可能性。例：298K ，101325Pa 时，氢氧发生反应： H 2（g ）+ 1/2O 2（g ） H 2O （l ） Δr G m θ = -287.19 kJ/mol <0，表明反应可自发进行，但在上述条件下，并没有观察到氢氧的变化。这主要是因为在上述条件下，反应速率太慢，难以达到热力学平衡。所以，这个反应在上述条件下，从热力学角度看，是可以进行的；但从动力学角度看，则没有实际意义。但若改变反应条件，升温到1073K 或加入合适的催化剂，反应可瞬间完成。由此可看出，若一个反应仅从热力学角度判断是自发的，并不说明反应可以实际操作；若从动力学角度看，反应速率太慢，则没有实际意义。因此，必须从动力学角度进行研究，改变不利状况，使反应能实现。而且，从控制反应过程而言，动力学研究非常重要。且动力学研究远比热力学复杂。它不仅涉及反应速率和反应机理本身，反应条件如：催化剂、温度、压力等对反应速率和反应机理的影响也是很复杂的。一般可以认为：热力学——反应的可能性；动力学——反应的可行性。本章只讨论动力学基础，它包括以下三方面的内容：动力学基础：反应速率——与反应物浓度、温度的关系反应机理反应速率理论 §11.1化学反应的反应速率及速率方程

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：

化学动力学基础.

第11章化学动力学基础重点：基元反应的质量作用定律及其应用，速率方程的积分形式，速率方程的确定，温度对反应速率的影响，阿累尼乌斯方程的各种形式及其应用，指前因子k0、活化能Ea 的定义，典型复合反应及复合反应速率的近似处理法，链反应，气体反应的碰撞理论，势能面与过渡状态理论。难点：由反应机理推导速率方程的近似方法(选取控制步骤法、稳态近似法和平衡态近似法)的原理及其应用。重要公式 2. a ln ()k E k R T T =-211211 E k A RT =-+a ln 3.非基元反应的表观活化能: a a,1a,2a,3E E E E =++ 4. 1-1级对行反应：A,0A,11A A,ln ()e e c c k k t c c --=+- B 1A 1,e c ,e c k K c k -== 5. 1-1级平行反应：A,012A c ln ()k k t c =+ 1B 2C k c k c = 6.平衡态近似法：C 1A B 1c c k K c c k -== 7.稳态近似法：B d 0d c t =

化学动力学是物理化学的一个重要组成部分，其主要任务是（1）研究反应速率及其影响因素（2）揭示反应的历程，并研究物质结构和反应能力的关系。动力学和热力学不同：平衡态热力学只讨论系统的平衡态，其性质不随时间而变化，因而不考虑时间这个因素；另外，热力学是用状态函数研究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，并不涉及化学变化所经历的中间途径和中间步骤。所以，热力学对化学反应的速率和具体反应历程不能给予回答，只能说明反应进行的可能性。例：298K，101325Pa时，氢氧发生反应： H2（g）+ 1/2O2（g）H2O（l） Δr G mθ = -287.19 kJ/mol < 0，表明反应可自发进行，但在上述条件下，并没有观察到氢氧的变化。这主要是因为在上述条件下，反应速率太慢，难以达到热力学平衡。所以，这个反应在上述条件下，从热力学角度看，是可以进行的；但从动力学角度看，则没有实际意义。但若改变反应条件，升温到1073K或加入合适的催化剂，反应可瞬间完成。由此可看出，若一个反应仅从热力学角度判断是自发的，并不说明反应可以实际操作；若从动力学角度看，反应速率太慢，则没有实际意义。因此，必须从动力学角度进行研究，改变不利状况，使反应能实现。而且，从控制反应过程而言，动力学研究非常重要。且动力学研究远比热力学复杂。它不仅涉及反应速率和反应机理本身，反应条件如：催化剂、温度、压力等对反应速率和反应机理的影响也是很复杂的。一般可以认为：热力学——反应的可能性；动力学——反应的可行性。本章只讨论动力学基础，它包括以下三方面的内容：动力学基础：反应速率——与反应物浓度、温度的关系反应机理反应速率理论

反应动力学习题及答案

反应动力学习题一、判断题： 1、催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应。.........................（） 2、质量作用定律适用于任何化学反应...............................................（） 3、反应速率常数取决于反应温度，与反应物、生成物的浓度无关。................（）二、选择题： 1.若反应：A + B → C 对A 和B 来说都是一级的，下列叙述中正确的是....（）。 (A) 此反应为一级反应； (B) 两种反应物中，当其中任一种的浓度增大2 倍，都将使反应速率增大2 倍； (C) 两种反应物的浓度同时减半，则反应速率也将减半； (D) 该反应速率系数的单位为s-1。 2. 反应A + B → 3D 的E a ( 正) = m kJ·mol-1，E a ( 逆) = n kJ·mol-1，则反应的 △r H m = ............ （）。 (A) (m-n) kJ·mol-1；(B) (n-m) kJ·mol-1；(C) (m-3n) kJ·mol-1；(D) (3n-m) kJ·mol-1。 3. 下列关于催化剂的叙述中，错误的是................................................（）。 (A) 在几个反应中，某催化剂可选择地加快其中某一反应的反应速率； (B) 催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同； (C) 催化剂不能改变反应的始态和终态； (D) 催化剂可改变某一反应的正向与逆向的反应速率之比。 4. 当速率常数的单位为mol-1·dm3·s-1时，反应级数为.............................................（）（A）一级; （B）二级; （C）零级; （D）三级 5. 对于反应2A + 2B → C，下列所示的速率表达式正确的是.............................（）（A）⊿[A] ⊿t= 2 3 ⊿[B] ⊿t(B) ⊿[C] ⊿t= 1 3 ⊿[A] ⊿t (C) ⊿[C] ⊿t = 1 2 ⊿[B] ⊿t (D) ⊿[B] ⊿t = ⊿[A] ⊿t 6. 反应2A + B → D的有关实验数据在表中给出，此反应的速率常数k/mol-2·dm6·min-1约为...............................................................................................................................（）初始浓度最初速率 [A]/mol· dm-3 [B]/mol·dm-3v/mol·dm-3·min-1 0.05 0.05 4.2×10-2 0.10 0.05 8.4×10-2 0.10 0.10 3.4×10-1 (A) 3.4×102(B) 6.7×102(C) 3.4×103(D) 6.7×103 7. 催化剂是通过改变反应进行的历程来加速反应速率。这一历程影响.....................（）（A）增大碰撞频率; （B）降低活化能; （C）减小速率常数; （D）增大平衡常数值。

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 k

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

第六章 化学动力学习题参考答案

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