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t1/2，2t1/2，3t1/2，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E1 且都在相同的升温区内升温，则dlnk1dT dlnk2dT（填“>”或“<”或“=”） 4.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 。 5.(浙江大学考研试题)反应A→Y+Z中，反应物A的初始浓度为1 mol·dm－ 3，初始速率为0.01 mol·dm－ 3·s- 1，假定该反应为二级反 应，则其速率系数kA为 ，半衰期 为 。 6.（西北工业大学考研试题）反应2A→3B，则 之间的关系是 。 7.（西北工业大学考研试题）一级反应 以 对时间作图为一直线，速率系数等于直线的 。 8.（浙江大学考研试题）丁二烯的液相聚合反应，实验已确定对丁二烯为一级，并测得 在323K时的速率系数为3.3×10-2min-1 ,当丁二烯的转化率为80%时,反应时间为 。 9．某反应A+B Y+Z,加催化剂后正反应速 率系数k'1与不加催化剂时正反应速率系数 比值k'k11k?104，则逆反应速率系数比值 1k'1k?＿＿＿＿。 110.某复杂反应的表观速率常数k与各基元 反应速率常数之间的关系为k?kk112(2k)2， 4则表观活化能Ea与各基元反应活化能之间 的关系为＿＿＿＿。 二、单选题： 1．反应3O2 2O3，其速率方程 -d[O2]/dt = k[O3]2 [O2] 或 d[O3]/dt = k'[O3]2[O2]，那么k与k'的关系是： (A) 2k = 3k' ； (B) k = k' ； 2 ． (C) 3k = 2k' ； (D) ?k = ?k有如下简单反应 ' 。 aA + bBdD，已知a < b < d，则速率常数kA、kB、kD的关系为： (A) kAkka＜Bb＜Dd ； (B) kA < kB < kD ； (C) kA > kB > kD ； (D) kAka＞Bb＞kDd 。 3．对于反应A→B+C，反应物浓度降为初始浓度一半需要时间20min，降为1/4需时间30min，该反应的反应级数为（ ） （A）零级 （B）一级 （C）二级 （D）三级 4．进行反应A + 2D3G在298K及2dm3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aA + dD gG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 = kG[G]g ； (D) d[G]/dt = kG[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c0/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： (A) 1∶2 ； (B) 1∶4 ； (C) 1∶6 ； (D) 1∶8 。 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 。 9．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) t1 = 7t2 ； (D) t1 = 5t2 。 10．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 。 11．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 < t1/2' ；(D)两者大小无法确定 。 12．某一气相反应在500℃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： -(A) 0.5 s1 ； -- (B) 0.5 dm3·mol1·s1 ； --(C) 31.69 dm3·mol1·s1 ； - (D) 31.69 s1 。 13．起始浓度都相同的三级反应的直线图应是 (c为反应物浓度，n为级数) ： 14．某化合物与水相作用时，其起始浓度 --为1 mol·dm3，1小时后为0.5 mol·dm3，2 -小时后为0.25 mol·dm3。则此反应级数为： (A) 0 ； (B) 1 ； (C) 2 ； (D) 3 。 15．某反应速率常数k = 2.31 × -2-13-110mol·dm·s，反应起始浓度为1.0 -3 mol·dm，则其反应半衰期为： (A) 43.29 s ； (B) 15 s ； (C) 30 s ； (D) 21.65 s 。 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1.74 × -2-1-1310mol·dm·min，反应物起始浓度为 -3 1mol·dm时的半衰期t1/2与反应物起始浓度 -为2 mol·dm3时的半衰期t1/2' 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 。 19．恒容下某复杂反应(取单位体积)的反应机理为：2Ak1k?1k2B???C，分别以A和 B反应物的浓度变化来计算反应速率，其中 完全正确的一组是： (A) rA = k1cA2 ， rB = k2cB ； (B) rA = k1cA - k-1cB ,rB = k-1cB + k2cC ； (C) rA = k1cA2 + k-1cB,rB = k-1cB - k2cC ； 2 (D) rA = - 2k1cA +2 k-1cB ， rB = k1cA2 - k-1cB - k2cB 。 20．反应A + B → C + D的速率方程为r = k[A][B] ，则反应： (A) 是二分子反应 ； (B) 是二级反应但不一定是二分子反应 ； (C) 不是二分子反应 ； (D) 是对A、B 各为一级的二分子反应 。 21．已知某复杂反应的反应历程为： Ak1k?1k2B，B＋D???J，则B的浓度随 时间的 变化率 -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] 。 22．下述等温等容下的基元反应符合下图的是： (A) 2A→B + D ； (B) A→B + D ； (C) 2A + B→2D ； (D) A + B→2D 。 23．某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应的半衰期与反应物最初浓度关系是（ ） （A）无关 （B）成正比 （C）成反比 （D）平方成正比 24．某温度时，平行反应 A┤????k1??BC 的k2k-1和k2分别为0.008和0.002 min1 ，那么 100min后A的转化率为： (A) 100％ ； (B) 81.9％ ； (C) 44.9％ ； (D) 63.2％ 。 k25．1－1级对峙反应A1，由纯A kB?1开始，进行到 [A] = [B] 的时间t为： (A) t?ln??k?1??k??1??； (B) t?1k?kln??k1???； 1?1??k?1?(C) t?1k?kln??2k1???； 1?1??k1?k?1? (D) t?1?k1?k?kln???1??k1?k?1?? 1k26．对复杂反应 A1B??k2k?C 可 ?1用平衡近似处理时，K = k1/k-1 = [B]/[A]。为 了不致扰乱快速平衡，① BC必为慢步骤；② BC必为快步骤；③ k-1 = k1； ④ k-1 >> k2；⑤ k-1 << k2，其中正确的是： (A) ① ； (B) ②③ ； (C) ①⑤ ； (D) ①④ 。 27．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 。 28．在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,0 = 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cM0。 正确的是： (A) (1)(3) ； (B) (2)(4) ； (C) (1)(4) ； (D) (3)(4) 。 k29．一级平行反应 A┤????1??B，速率常kC2数k与温度T的关系如图所 示，下列各式正确的是： (A) E1 < E2，A1 < A2 ； (B) E1 < E2，A1 > A2 ； (C) E1 > E2，A1 < A2 ； (D) E1 > E2，A1 > A2 。 30．如果某一基元反应的ΔHm为 -100 kJ·mol-1，则该反应的活化能Ea是： (A) E ≥ -100 kJ·mol-a1 ； (B) E-a ≤ -100 kJ·mol1 ； (C) E = - 100 kJ·mol-a1 ； (D) 无法确定 。 31．某反应的活化能是33 kJ·mol-1，当T = 300 K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％ 。 32．一个基元反应，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 。 33．对于连串反应 A??k1?B??k2?D，巳知E1 > E2，若想提高产品B的百分数，应： (A) 增加原料A ； (B) 及时移去D ；(C) 降低温度 ； (D) 升高温度 。 EE334．反应：A┤????1??B???C，巳E2D知E1 > E2，E1 < E3，要提高产物B的产率，应： (A)提高温度 ； (B) 降低温度 ； (C)反应器入口处提高温度,出口处降低温度 ； (D)反应器入口处降低温度，出口处提高温度 。 35．平行反应 B┤????1??P，已知活化2Q能E1 > E2，指前因子A1 > A2。那么(1)降低反应温度；(2)提高反应温度；(3)加入适当催化剂；(4)延长反应时间；其中能增加产物 P比例的方法有： (A)(1)(3) ； (B) (2)(4) ； (C)(3)(4) ； (D) (2)(3) 。 36．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(k1/2k4)1/2，则表观活化能与各基元活化能Ei间的关系为： (A) Ea = E2 + ?(E1 - 2E4) ； (B) Ea = E2 + ?(E1 - E4) ； (C) Ea = E2 + (E1 - E4)1/2 ； (D) Ea = E2 × ?(E1/2E4) 37.定温下的某复杂反应，虽反应物初始浓度不同，但反应时间相等时，反应物浓度与其初始浓度之比总为定值。则该反应是（ ）。 (A)一级对峙反应 (B)二级反应 (C)一级平行反应 (D)二级平行反应 38.氢氧爆炸反应存在压力的爆炸下限，这是因为（ ）。 (A)链传递物在低压下易与器壁碰撞而销毁 (B)低压下链生成速率低 (C)链传递物易在气相中销毁 (D)杂质存在使自由基减少 39.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)三级 三、多选题： 1．对于一级反应的特性，下列说法正确的是：（ ） (A)lncA与t作图，速率常数k等于直线的斜率 (B) lncA与t作图，速率常数k等于直线的斜率的负值 (C)lncA,0c与t作图，直线经过原点，速率 A常数k等于直线的斜率 (D) lncA,0c与t作图，直线不经过原点，速 A率常数k等于直线的斜率 (E) lncA,0c 与t作图，直线经过原点，速 A率常数k等于直线的斜率负值 2．关于速率方程与反应物、产物的浓度关系理解中，错误的是： (A) 基元反应的速率方程中只包含反应物的浓度项 ； (B) 某些复杂反应的速率方程中只包含反四、计算题 应物的浓度项 ； (C) 复杂反应的速率方程中只能包含反应物的浓度项 ； (D) 复杂反应的速率方程中可以包含反应物和产物的浓度项 ； (E) 基元反应的速率方程中可以包含反应物和产物的浓度项 。 3．氢与碘反应计量方程式为H2(g) + I2(g) = 2HI(g)，速率方程为r = k[H2][I2]，该反应为： (A) 双分子反应 ；(B) 二级反应 ； (C) 基元反应或简单反应 ； (D) 无反应级数 ；(E) 是复杂反应 。 4．一整数级反应，其动力学方程可表示为c-2 = 2×10-2t + 16，浓度单位为mol·dm-3，时间单位为s，下列说法中正确的是： (A) 该反应为二级反应 ； (B) 反应速率常数 k = 10-2 dm6·mol-2·s-1 ； (C) 初始浓度 a = 0.25 mol·dm-3 ； (D) 半衰期为 1/2ka2 ； (E) 反应物只可能为一种或二种 。 5．下列叙述不正确的是： (A) lnc～t图为直线的反应为一级反应 ； (B) c-2～t图为直线的反应为二级反应 ； (C) 二级反应必为双分子反应 ； (D) 一级反应的半衰期t1/2 = ln2/k ； (E) 二级反应k-2的量纲为 [浓度]1·[时间]-1 。 7．关于对峙反应的描述，不正确的是： (A) 反应的正、逆级数相同 ； (B) 反应在任何时刻其正、逆速率常数之比为正值 ； (C) 简单对峙反应只含两个基元步骤 ； (D) 反应达平衡时，正、逆速率相等 ； (E) 简单对峙反应，任何时刻其正、逆速率之比为常数 。 8．氢和氧反应，而发生爆炸的原因是： (A) 生成双自由基的支链反应 ； (B) 大量引发 ； (C) 自由基消除 ； (D) 直链速率增加 ； (E) 在较高压力下发生热爆炸 。 9．在以下的五种反应中，哪些是基元反应? (A) H2 + Cl22HCl ； (B) H2 + Br22HBr ； (C) H2 + I22HI ； (D) H2 + D HD + H ； (E) 2H2 + O22H2O 。 1．已知气相反应2A+B???2Y的速率方程为- dPAdt?kPAPB。将气体A和B按物质的量比2:1引入一抽空的反应器中，反应温度保持400K。反应经10min后测得系统压力为84KPa，经很长时间反应完后系统压力为63 KPa。试求： (1)气体A的初始压力为PA,0及反应经10min后A的分压为PA;(2)反应速率系数kA； (3)气体A的半衰期。 2.在一定容的容器中，反应物A发生如下的 平行反应；A┤?k1?????Bk1 kC2(1)实验得到 50℃时，?B??C?恒为 2。当反应 10min后，A的转化率为50%；反应时间延 长一倍，转化率为75%。试确定反应级数，并求反应速率系数k1与k2； (2)当温度提高10℃，测得?B??C?恒为3，试求反应的活化能E1,E2之差。 3.(浙江大学考研试题)反应2A???P是二级反应，A消耗 123的时间和消耗3的时间相差9秒，求反应半衰期。 4.(天津大学考研试题)某液相反应在温度T 时为一级反应，已知初始速率r=1.00×10-5 mol·dm-3s-1,1h后的速率为3.26×10-6 mol·dm-3s-1。试求： (1)速率系数k1 (2)反应的半衰期t12 (3)初始浓度 5.(浙江大学考研试题)已知在25℃时 NaOC分解反应速率系数lk=0.0093s-1，在 30℃时k=0.0144s-1。试求在40℃时， NaOCl要用多少时间能分解掉99%？ 6. 已知反应A→B在一定的温度范围内，其速率常数与温度的关系为： lgk??4000T?7.0，( k的单位为min-1 ) (1) 求该反应的活化能Ea和指前因子A； (2) 若要求当反应了30s时，A反应了50％，将反应温度控制为多少？ 7.(四川大学考研试题)某对峙反应A B,已知k-11=0.006min，k?1=0.002min-1，若反 应开始时只有A，其浓度用CA,0表示，求： (1)到A和B的浓度相等时，需要多少时间。 (2)经100min后A和B的浓度各为多少？ 8．(大连理工大学考研试题)在下列反应历程中(P是最终产物，Y是活性中间产物) ,如果 ， 则生成P的反应速率方程dCPdt=？ 9. N2O5 气 相 分 解 反 应 N12O5?2NO2?2O2的反应机理如下： (ⅰ) ； (ⅱ ) NOOk2?N3??2?NO2?O2?NO； (ⅲ) NO?NOK33???2NO2 试推导出反应的速率方程?dcN2O5dt??此 反应为几级反应？ 10.反应2NO?O2???2NO2的反应机理及各元反应的活化能为 (ⅰ)2NO??k1?N2O2，E1=82kJ· mol-1； ?1(ⅱ) N2O2???2NO，E?1=205 kkJ·mol-1； ( ⅲ) k2mol-1； N2O2?O2???2NO2,E2=82kJ· 设前两个元反应达平衡，试用平衡态处理法 简历总反应的动力学方程式，并求表观活化能。