化学动力学A练习题DOC.docx
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化学动力学A练习题DOC
一、选择题(共10题20分)
1.某反应物起始浓度相等的二级反应,k=0.1dm3·mol-1·s-1,c0=0.1mol·dm-3,当反应率降低9倍所需时间为:
()
(A)200s
(B)100s
(C)30s
(D)3.3s
2.两个活化能不相同的反应,如E2>E1,且都在相同的升温度区间内升温,
则:
()
(A)
(B)
(C)
(D)
3.一级反应完成99.9%所需时间是完成50%所需时间的:
()
(A)2倍
(B)5倍
(C)10倍
(D)20倍
4.某一同位素的半衰期为12h,则48h后,它的浓度为起始浓度的:
()
(A)1/16
(B)1/8
(C)1/4
(D)1/2
5.根据常识,试确定238U的半衰期近似为:
(a表示年)()
(A)0.3×10-6s(B)2.5min
(C)5580a(D)4.5×109a
6.某具有简单级数的反应,k=0.1dm3·mol-1·s-1,起始浓度为0.1mol·dm-3,
当反应速率降至起始速率1/4时,所需时间为:
()
(A)0.1s
(B)333s
(C)30s
(D)100s
7.某反应在指定温度下,速率常数k为4.62×10-2min-1,反应物初始浓度为
0.1mol·dm-3,该反应的半衰期应是:
()
(A)150min
(B)15min
(C)30min
(D)条件不够,不能求算
8.假如具有下列半衰期的等物质的量的放射性元素中,哪一种对生态是瞬时
最危险的?
(A)4.5×109a(B)65a
(C)1min(D)12d
9.在反应A
B
C,A
D中,活化能E1>E2>E3,C是所需要的产物,从动力学角度考虑,为了提高C的产量,选择反应温度时,应选择:
()
(A)较高反应温度(B)较低反应温度
(C)适中反应温度(D)任意反应温度
*.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 (C)K=k+/k- (D)K与k+/k-关系不定 二、填空题(共10题20分) 11.N2O5热分解反应速率常数在288K时,为9.67×10-6s-1,Ea=100.7kJ·mol-1, 338K时,速率常数为____________________。 12.反应F+D2DF+D,由交叉分子束实验绘制了通量-速度-角度分布图,产物分子处于振动激发,且DF在F原子的后向出现,且在“赤道”附近通量很大,说明____________能更有利于促进反应,F原子是与D2迎头碰撞,因此过渡态的优势构型为___________________。 13.平行反应的总速率是所有平行发生的反应速率的____________________。 其决速步是平行反应中反应速率最(填快,慢)的一个。 14.反应H2O2+2H++2Br-2H2O+Br2,随离子强度的增加,反应速率___________,若要改变反应速率25%,则离子强度应为_____________________________。 15.在恒温下,加入催化剂能加快反应速率的原因是由于。 而升高温度能增加反应速率的原因是由于。 16.碰撞理论中,速率常数k以m3·s-1为量纲换算为以mol-1·m3·s-1为量纲时,应乘以因子___________。 17.一级反应半衰期与反应物起始浓度关系。 在一定温度下,某化学反应的平衡转化率为33.3%,在相同反应条件下,当有催 化剂存在时,其反应的平衡转化率________。 18.2H2O2(aq) 2H20(l)+O2(g)被I-催化,已知Ea(cat)=56.5kJ·mol-1, Ea(uncat)=75.3kJ·mol-1,则k(I-)/k(uncat)=_____________。 (T=298K) 19.在300K时,鲜牛奶5h后即变酸,但在275K的冰箱里,可保存50h,牛 奶变酸反应的活化能是______________________________________。 20.从分子反应动力学的观点看,发生反应性碰撞有两个因素,一是碰撞方位,一是相对平动能ER,对于反应F+CH3DCH3+FD,若Ec=5.0kJ·mol-1,ER= RT,反应截面的计算公式为R=Pd2(1-Ec/ER),该反应的空间因子p=______,R=_______。 三、计算题(共5题30分) 21基元化学反应CO+O2CO2+O,在2400K~3000K间,Ea=424kJ·mol-1,且2700K时,A=3.5×109mol-1·dm3·s-1。 (1)求该反应的(指明标准态) m, m, m; (2)当以 =100kPa为标准态压力,且当作理想气体处理,求 , , 。 22.反应AP是 级反应,试写出其速率方程积分式及t 表达式。 23.当两个质点相距时化学反应能量的净变化为: E=I-Eea-e2/(40R) I为电离能,Eea为电子亲合能。 反应K+Br2K++ 已知: I=420kJ·mol-1,Eea=250kJ·mol-1,且d=R(K)+R(Br2)=400pm,(40)-1=8.988×109N·m2·C-2,e= 1.60×10-19C,请计算概率因子p。 24.某物质气相分解反应为平行一级反应: A R A S 298K时,测得k1/k2=24,请估算573K时k1/k2的数值。 25.在碱性溶液中溴酚蓝的褪色是因为OH-与染料的醌式(蓝色)发生二级反应转变为无色的醇式。 298.2K下,测得一系列p(压力)与k的数据,如下: p/kPa5.51×10411.02×104 k/10-4M-1·s-113.117.9 请求该反应之≠Vm。 四、问答题(共5题30分) 26.乙醛的光解机理拟定如下: (1)CH3CHO+h CH3+CHO(I0) (2)CH3+CH3CHO CH4+CH3CO(k2) (3)CH3CO CO+CH3(k3) (4)CH3+CH3 C2H6(k4) 试推导出CO的生成速率表达式和CO的量子产率表达式。 27.在自催化反应中,反应产物之一对正反应有促进作用,因而反应速率增长极快, 今有一简单反应A→B,其速率方程为-d[A]/dt=k[A][B],始浓度为[A]0[B]0, 解上述方程以求在反应某时刻t时的产物B的浓度。 28.反应物A的光二聚反应历程为 A+h A*,A* A+hf,A*+A A2 推导(A2)及f(荧光量子效率)的表达式。 29.2SO2+O2 2SO3,其催化反应历程可写为: 2NO+O2 2NO2 NO2+SO2 NO+SO3 为获得总反应方程式,第二步必须进行2次,称为该元反应的化学计算数S2=2, 请从上述具体反应,证明经验平衡常数Kc与各元反应速率常数间关系为: KC= S为反应步骤数 30.对于取代反应的优势途径,传统上是按照其放能性大小判断。 根据态-态反应的实验,提出: 一个自由基(或原子)与分子之间的取代反应,总是优先进攻分子中电负性较低的那个原子,今有下列反应: 请回答何种途径占优势? 你对反应的择向性可提出何种见解。 一、选择题(共10题20分) 1.A,B构成1-1级对峙反应,用H+催化可构成2-2级对峙反应, 则k1,k2,k3,k4的关系为: () (A)k1=k3,k2=k4(B)k1.k3=k2.k4 (C)k1+k3=k2+k4(D)k4.k1=k2.k3 2.基元反应A+B-C→A-B+C的摩尔反应焓rHm<0,B-C键的键能 为BC,A为自由基,则反应活化能等于: (B) (A)0.30BC(B)0.05BC (C)0.05BC+Hm(D)0.05BC-Hm 3.反应A→产物为一级反应,2B→产物为二级反应,t (A)和t (B)分别 表示两反应的半衰期,设A和B的初始浓度相等,当两反应分别进行的时间为 t=2t (A)和t=2t (B)时,A,B物质的浓度cA,cB的大小关系为: (C) (A)cA>cB (B)cA=cB (C)cA (D)两者无一定关系 4.某反应的反应物消耗一半的时间正好是反应物消耗1/4的时间的2倍,则该反 应的级数是: (B) (A)0.5级反应 (B)0级反应 (C)1级反应 (D)2级反应 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: (D) (A)r=kcB (B)r=kcAcB (C)r=kcA(cB)2 (D)r=kcA 6.实验测得反应3H2+N2→2NH3的数据如下: 实验 p /kPap /kPa (-dp总/dt)/(Pa·h-1) 1 13.30.133 1.33 2 26.60.133 5.32 3 53.20.0665 10.64 由此可推知该反应的速率方程dp(NH3)/2dt等于: () (A)kp p (B)kp p (C)kp p (D)kp p 7.化学反应速率常数的Arrhenius关系式能成立的范围是: (D) (A)对任何反应在任何温度范围内 (B)对某些反应在任何温度范围内 (C)对任何反应在一定温度范围内 (D)对某些反应在一定温度范围内 8.当一反应物的初始浓度为0.04mol·dm-3时,反应的半衰期为360s,初始浓度 为0.024mol·dm-3时,半衰期为600s,此反应为: (C) (A)0级反应 (B)1.5级反应 (C)2级反应 (D)1级反应 9.连串反应A B C其中k1=0.1min-1,k2=0.2min-1,假定反应开始时只有A,且浓度为1mol·dm-3,则B浓度达最大的时间为: () (A)0.3min(B)5.0min (C)6.93min(D)∞ *.二级反应的速率常数的单位是: (D) (A)s-1 (B)dm6·mol-2·s-1 (C)s-1·mol-1 (D)dm3·s-1·mol-1 二、填空题(共10题20分) 11.某反应,其速率常数k(在313K—473K范围内)与温度T关系如下: k/s-1=1.58×1015exp(-128.9kJ·mol-1/RT),则该反应的级数为____1______, 343K时半衰期t =ln2/1k=1.87×04s 12分子反应动力学理论认为,反应性截面R=pd2(1-EC/ER),式中p为碰撞空间因子,EC为临界能,ER为相对平动能,因此弹性碰撞截面可表示为总碰撞截面与反应性碰撞截面之差,即E=d2-pd2(1-EC/ER),当ER 13.N2O5分解反应2N2O5──→4NO2+O2在T,p一定时,测得 d[O2]/dt=(1.5×10-4s-1)[N2O5],反应单向进行基本能完全,则该反应的 半寿期t1/2=_______________s。 14.双分子反应,当Ea≥100kJ·mol-1,298K时有效碰撞率为_____________,1000K时为_______。 15.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: 。 16.反应2[Co(NH3)3Br]2++Hg2++H2O2[Co(NH3)Br]3++HgBr2,随离子强度的增加反应速率___________,要使反应速率改变25%,则离子强度应为_____________________________。 17.对于平行反应,改变各平行反应K值之比,常采用方法有: 。 18.某反应需激发能量为126kJ·mol-1,相当于入射光的波长/nm=____________。 19.某反应物的转化率分别达到50%,75%,87.5%所需时间分别为t ,2t ,3t , 则反应对此物质的级数为_______。 三、计算题(共5题30分) 21.茜黄素G是一种酸碱指示剂,其反应可写作: HG-+OH- G2++H2O 当pH=10.88,[H2G]=1.90×10-4mol·dm-3时,测得弛豫时间=20s,上述反应的平衡常数K=5.90×102mol-1·dm3,计算反应的kf和kb。 22.某一气相热分解反应A(g)—→B(g)+C(g),其反应的半衰期与起始压力成反比, 且测有如下数据: 967K时,k=0.135mol-1·dm3·s-1,起始压力为39.2kPa,求反应 的t 。 若1030K时,其k=0.842mol-1·dm3·s-1,求反应活化能及指前因子。 23分子反应动态学中提出一个鱼叉机理,如反应: Na+Cl2Na++ NaCl+Cl 当两质点互相靠近其能量转移的净变化为 E=I-Eea-e2/(40R) I为电离能,Eea为电子亲合能,R为接近的距离。 对上述反应,I=420kJ·mol-1,Eea=230kJ·mol-1,d=R(Na+)+R( )=350×10-12m,求反应的概率因子。 提示: (40)-1=8.988×109N·m2·C-2, e=1.60×10-19C。 24.设一级反应Ea=10.46kJ·mol-1,A=5.00×1013s-1,问在什么温度下, 该反应的t1/2为: (1)1min, (2)30d(天)。 25.对于硬球反应,取d=0.2nm,EC(临界能)=50kJ·mol-1,p(空间因子)=1/2,若ER(相对平动能)= 25,100,250kJ·mol-1时,弹性碰撞截面E及R为多少? (提示: 反应性碰撞截面R=Pd2(1-EC/ER)) 四、问答题(共5题30分) 26.Co(NH3)5Cl2+之碱式水解反应历程如下: Co(NH3)5Cl2++OH- Co(NH3)4(NH2)Cl++H2O Co(NH3)(NH2)Cl+ Co(NH3)4(NH2)2++Cl- Co(NH3)(NH2)2++H2O Co(NH3)5(OH)2+ (1)推导反应速率方程; (2)表观速率常数是否与[OH-]及[Co(NH3)5Cl]2+等有关? 27.对于三分子反应,有人认为确有三分子反应,但也有人认为并不存在真正的三分子反应。 今研究CH4+D2CH3D+HD,当充以过量的氩气,实验得到其速率方程为d[CH3D]/dt=k[CH4][D2][Ar],请推测反应历程,氩气在反应中起什么作用? 28.什么是反应截面积? 请予说明。 29.对于反应0= ,请根据反应速率的定义,推导出体积变化的反应速率表示式。 30.何谓直接反应和复合反应? 一、选择题(共10题20分) 1.某二级反应,反应物消耗1/3需时间10min,若再消耗1/3还需时间为: () (A)10min (B)20min (C)30min (D)40min 2.如果反应2A+B=2D的速率可表示为: r=- dcA/dt=-dcB/dt= dcD/dt 则其反应分子数为: () (A)单分子 (B)双分子 (C)三分子 (D)不能确定 3对于反应2NO2=2NO+O2,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[NO2]/dt=2d[NO]/dt=d[O2]/dt (B)-d[NO2]/2dt=d[NO]/2dt=d[O2]/dt=d/dt (C)-d[NO2]/dt=d[NO]/dt=d[O2]/dt (D)-d[NO2]/2dt=d[NO]/2dt=d[O2]/dt=1/Vd/dt 4.400K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 5.2A 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 6.[X]0[Y]0[Z]增加0.0050mol·dm-3所需的时间/s 0.10mol·dm-30.10mol·dm-372 0.20mol·dm-30.10mol·dm-318 0.20mol·dm-30.05mol·dm-336 对于反应X+2Y→3Z,[Z]增加的初始速率为: () (A)对X和Y均为一级 (B)对X一级,对Y零级 (C)对X二级,对Y为一级 (D)对X四级,对Y为二级 7.均相反应A+B C+D,A+B E+F在反应过程中具有[C]/[E]=k1/k2的关系,[C],[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 8.两个一级平行反应A B,A C,下列哪个结论是不正确的: (A)k总=k1+k2(B)k1/k2=[B]/[C] (C)E总=E1+E2(D)t =0.693/(k1+k2) 9.已知二级反应半衰期t 为1/(k2c0),则反应掉1/4所需时间t 应为: () (A)2/(k2c0) (B)1/(3k2c0) (C)3/(k2c0) (D)4/(k2c0) *.反应A+BC→AB+C的焓变rHm>0,A,C是自由基,AB,BC 是分子AB,BC的摩尔键焓。 以下哪个关系式可以近似估算该反应的活化能Ea? (A)0.055AB(B)0.055AB+rHm (C)0.055BC(D)0.055BC-rHm 二、填空题(共10题20分) 11.电子转移反应V3++Fe3+V4++Fe2+,实验求得反应速率方程为r=k[V3+][Cu2+],由此可见Cu2+在反应中起___________________________作用,而反应物Fe3+出现在反应历程的______________________阶段。 12.CH2CO光照射分解为C2H4及CO,当吸收光强Ia=4.8×10-9mol·s-1,且 (C2H4)=1,(CO)=2,则15.2min内产品的物质的量n(CO)=_________, n(C2H4)=____________。 13.气相基元反应2A B在一恒容的容器中进行,p0为A的初始压力,pt为时 间t时反应体系总压,此反应速率方程dpt/dt=。 14.T=1000K时分子能量大于20kJ·mol-1的分率为____________________。 15.F.S.Willamson和E.King发现反应: BrO +3SO =Br-+3SO 的起始速率由k[BrO ][SO ][H+]确定,其逆反应按照热力学观点,可能的 一个速率方程为_______________________________________。 16.红外化学发光是指态-态反应造成产物分子振—转激发以辐射形式失掉这些能量,其波长应大于__________,产生红外化学发光的条件应为____________________,从而使碰撞传能的概率几乎为零。 17.N2和H2合成NH3,在400℃下,动力学实验测定结果表明没有催化剂时, 其活化能为334.9kJ·mol-1,用Fe催化时,活化能降至167.4kJ·mol-1。 假定催化和非催化反应的指前因子相等,则两种情况下,反应速率常数之比值 kcat/k0)=______________________________。 18RRKM理论对单分子反应的反应
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