第十一章 化学动力学基础（一）
1. 298K 时，252421
()()()2N O g N O g O g =+，该分解反应的半衰期1/2 5.7t h =，此值
与25()N O g 的起始浓度无关，试求：
（1）该反应的速率常数；
（2）25()N O g 转化掉90%所需的时间。
解：（1）因为该反应的半衰期与25()N O g 的起始浓度无关，所以该反应为一级反应。则
1/21
ln 2t k =
，111/2ln 2ln 2
0.1216()5.7k h t -=== （2）当90%y =时
11111
ln ln 18.94()10.1216190%
t h k y =
==--
2.某物质A 分解反应为二级反应，当反应进行到A 消耗了3
1
时，所需要时间为2min ，
若继续反应掉同样这些量的A ，应需多少长时间？
解：对于二级反应
21y
k at y
=- 当min 231
3
1==t y 时
则 21311111
3min 112min 413k t y a a
=?=?=-?-
当 3
2
=y 时
2123213
3
2
1138min
121min 143
8min 2min 6min
y t k a y a a t t t -=?=?=-?-=-=-=
3．有反应A P →，实验测得是2
1
级反应，试证明:
(1)[][]kt A A 2
1
2
1
21
0=
-； (2)[]2102
1
)12(2
A k
t -=。 证明：(1)[][]21A k dt
A d r =-
=
[]
[]
kdt A A d -=2
1
对上式作定积分
0[]
01/2[][][]A t
A d A kdt A =?-?
得[][]kt A A 2
1
2
121
0=
-. (2)∵[][]kt A A 21212
1
0=- ∴[][])(2
21210A A k
t -=
[]{[]}[]))12(2
)2
(2
2102102102
1A k
A A k t -=
-=
4. 在298K 时，用旋光仪测定蔗糖的转化速率，在不同时间所测得的旋光度t α如下
/min t 0 10 20 40 80 180 300 ∞
/()O t α
6.6
6.17
5.79
5.00
3.71
1.4
-0.24
-1.98
试求该反应的速率常数k 值。
解：蔗糖水解为一级反应，且011ln t k t αααα∞
∞
-=-
代入数据，列于下表中
取其平均值 315.14810min k --=?
5.在298K 时，测定乙酸乙酯皂化反应速率。反应开始时，溶液中酯与碱的浓度都为30.1mol dm -?，每隔一定时间，用标准酸溶液滴定其中的碱含量，实验所得结果如下：
/min t
3 5 7 10 15 21 25 33[]/(10)OH mol dm ---?
7.40
6.34
5.50
4.64
3.63
2.88
2.54
/min t 0 10 20 40 80 180 300 ∞
/()O t α
6.6 6.17 5.79 5.00 3.71 1.4 -0.24 -1.98 31/(10min )k -
-
5.142
4.958
5.160
5.134
5.175
5.318
-
（1）证明该反应为二级反应，求出速率常数k 值；
（2）若酯与碱的浓度都为30.002mol dm -?，试计算该反应完成95%时所需的时间及反应的半衰期。
解：（1）若该反应是二级反应，以1
a x
-对t 作图应得一直线，或根据二级反应速率公式的定积分式
211
k t a x a -=-，计算出的2k 是一常数。 作图法：1a x -与t 值分别列于表中，以1
a x
-对t 作图（图略）得一直线（或依据数
据用origin 作图），该直线的斜率为131211.78min k mol dm --=??
计算法：2111
()k t a x a
=--，代入数据，计算结果列于表中
可见k 值为一常数，其平均值为13111.67min mol dm --??。 （2）对于二级反应
21y
k ta y
=- 21195%
814min 111.670.002195%
y t k a y =
=?=-?-
1/221t k a
=
1/21
42.8min 11.670.002
t ∴=
=?
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 +→，在反应过1.0h 后，A 已消耗了75%；当反应时间为2.0h 时，在下列情况下，A 还有多少未反应？
（1）当该反应对A 为一级，对B 为零级； （2）当对A ，B 均为一级；
/min t
3 5 7 10 15 21 25 33[]/(10)OH mol dm ---?
7.40 6.34 5.50 4.64 3.63 2.88 2.54 131
/()mol dm a x
-?- 135.1 157.7 181.8 215.5 275.5 347.2 393.2 131/(min )k mol dm --??
11.70
11.54
11.68
11.55
11.70
11.77
11.73
（3）当对A ，B 均为零级。
解：（1）根据
c c t k 0
1ln 1=，且设初始浓度或物质的量为1，则有 1111
ln ln 41175%
k h -==-
则2小时后物质A 的浓度为
11ln 4ln 2A
C =
， 或 6.25%A C = （2）二级反应，反应时间为1小时，则
2201111,1175%1
A A k t k C C -=-=?- 1123k L mol h --=??
反应时间为2小时，物质A 的浓度为
1
13214.29%A A
C C -=?=即 （3）0级反应，反应时间为1小时，则
0075%
0.751k t x k ===或
反应时间为2小时，物质A 的转化率为
0.752 1.5150%x =?==
说明用不着2小时，物质A 就已经反应完毕。此时0A C = 。
7.在298K 时，NaOH 和33CH COOCH 皂化作用的速率常数2k 与NaOH 和
325CH COOC H 皂化作用的速率常数'2k 的关系为222.8k k '=，试计算在相同的实验条件下，当有90%的33CH COOCH 被分解时，325CH COOC H 的的分解分数（设碱与酯的浓度均相等）。
解：由二级反应的动力学方程
kt c c A
A =-110可得
t k t
k c x c c c A A A A '=-
--
-220
0001)1(11
)9.01(1
∴31
111
9
.011
22='=----t k t
k x
0.762776.27%x ==
8、设有一n 级反应(1)n ≠。若反应的起始浓度为a ，证明其半衰期表示式为（式中k 为速率常数）：
11/2
121(1)n n t n a k
---=- 证明：
()n dx
k a x dt
=- ()n
dx
kdt a x =-
对上式作定积分
()x
t n dx kdt a x =-?
?
得11()(1)n n
a x a kt n ----=-
11()(1)
n n a x a t k n ----=-
1111/2
1
1
()212(1)(1)n n
n n a a a t k n n a k
-------==--证毕。 9.对反应2222()2()()2()NO g H g N g H O l +→+进行了研究，起始时()NO g 与2()H g 的物质的量相等。采用不同的起始压力0p ，相应地有不同的半衰期。实验数据如下：
0/()p kPa 50.90 45.40 38.40 33.46 26.93 1/2/min t
81
102
140
180
224
试求该反应的级数。
解：
0p 不同导致1/2t 不同
所以该反应不可能为一级反应，即1n ≠ 由n 级反应的半衰期公式
111/2
121(1)n n n t Aa n a k
----==- 1/2ln ln (1)ln t A n a =+-
以1/2ln t 对ln a 作图，得一斜率为(1)n -的直线，求得3n ≈。 或由1/2ln ln (1)ln t A n a =+-，1/2ln ln (1)ln t A n a ''=+-
求得1/21/2ln /1ln /t t n a a '
=+'
代入各组数据求n 值，3n ≈。
10.已知某反应速率方程可表示为[][][]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,,αβγ的值和计算速率常数k 。
531/(10)r mol dm s ---?? 5.0 5.0 2.5 14.1 30[]/()A mol dm -? 0.010 0.010 0.010 0.020 30[]/()B mol dm -? 0.005 0.005 0.010 0.005 30[]/()C mol dm -?
0.010
0.015
0.010
0.010
解：根据1，2组实验数据，保持0[]A 和0[]B 不变，0[]C 变化时对r 无影响，所以0r =。
速率方程式可化简为[][]r k A B αβ=。
根据2，3组数据，保持0[]A 不变，0[]B 增大一倍。即,3,22B B C C =，此时232r r =
,223,31
()22
B B
C r r C β
ββ=== 1β∴=-
根据2，4组数据，保持0[]B 不变，0[]A 增大一倍。即,4,22A B C C =，此时
4214.1
2.825.0
r r ==
又,4
42,2
2 2.82A A C r r C α
αα=== 1.5α∴=
所以反应的速率方程为 1.51[][]r k A B -=
5313
1.53 1.5430.51
[] 5.0100.005[](0.010)2.510()r B mol dm s mol dm k A mol dm mol dm s --------?????==
?=??? 11. 碳的放射性同位素14C 在自然界树木中的分布基本保持为总量的131.1010%-?。某考古队在一山洞中发现一些古代木头燃烧的灰烬，经分析14C 的含量为总量的
149.8710%-?。已知14C 的半衰期为5700a ，试计算这灰烬距今约有多少年？
解：放射性同位素的衰变为一级反应，1
2/12
ln k t =
所以 4111/2ln 2ln 2
1.216105700k a t a
--=
==? 对于一级反应，t k C C A
A 10
ln
= 因为130 1.1010%A C -=?，149.8710%A C -=?
所以13
4114
1.1010ln 1.54109.8710
k t t ---?==?? 34
4
1.1010ln 9.8710981.4()1.21610t a ---??==? 1
2.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[单位以3/(100)mg cm 表示]。得到如下数据： /t h
4 8 12 16 /ρ3[/(100)]mg cm
0.480
0.326 0.222
0.151
试计算：
（1）该分解反应的级数；
（2）求反应的速率常数k 和半衰期1/2t ；
（3）若抗菌素在血液中质量浓度不低于30.37/(100)mg cm 才为有效，求应该注射第二针的时间。
解：（1）根据浓度ρ和时间t 的数据，可分别采用作图法或计算法进行尝试。 作图法求得1
ln
~t ρ
为一条直线，所以为一级反应，斜率10.096k h -=
计算法求得当该反应为一级反应时，k 为常数，其值为10.096h -。 （2）由（1）可知10.096k h -= 对于一级反应
11/2ln 2ln 20.705
ln 6.72()0.0960.37
k h t =
=?= 即应在6.72h 左右注射第二针。
13.在一抽空的刚性容器中，引入一定量纯气体()A g ，发生下列反应：
()()2()A g B g C g →+
设反应能进行了完全，在323K 恒温一定时间后开始计时，测定系统的总压随时间
的变化情况，实验数据如下：
/min t 0 30 50
∞ /p kPa 总
53.33 73.33 80.00 106.66
求该反应的级数及速率常数。
解： ()A g → ()B g + 2()C g
0t = 0p p 2p (0)p 总
t t = p ' 0()p p p '-+ 02()2p p p '-+ ()p t 总
t =∞ 0 0p p + 02()p p + ()p ∞总
0(0)353.33p p p kPa =+=总 ① 0()3()p t p p p '=+-总 ② 0()3()2p p p p '∞=+-总 ③
由①③解得，026.66p kPa =，8.89p kPa =
当()73.33p t kPa =总时，由方程②解得，16.66p kPa '=
当()80.00p t kPa =总时，由方程②解得，13.32p kPa '= 即026.66p kPa =
当30min t =时， 16.66p kPa '= 当50min t =时， 13.32p kPa '=
根据上述数据分别代入各级反应速率的定积分公式中，求得k 为定值时即为相应的反应级数。
通过尝试，该反应为二级反应
4117.510()min p k kPa ---=??
14.反应33332332[()][()]H
Co NH F H O Co NH H O F +
++-+??→+是一个酸催化反应，若反
应的速率方程为233[()]
Co NH F H r kC C α
β+
+=?，在指定温度和起始浓度条件下，络合物反应掉
1
2
和
3
4
所用的时间分别为1/2t 和3/4t ，实验数据如下： 实验编号
333[()]
3
Co NH
F C mol dm
+
-?
[]3
H C mol dm
+-?
/T K 1/2/t h 3/4/t h
1 0.10 0.01 298 1.0 2.0
2 0.20 0.02 298 0.5 1.0
3 0.10 0.01 308
0.5 1.0
试根据实验数据求：
（1）反应的级数α和β的值； （2）不同温度时的反应速率常数k 值； （3）反应实验活化能Ea 值。
解：（1）由第一1，2组数据看出，虽然浓度不同，但都有1/2t ：3/41:2t =，这是一级反应的特征，由此判断1α=。
因为H +在反应中作催化剂，其浓度保持不变，所以[]H β+可并入k 项。 即223333[()]
[()]
Co NH
F H Co NH
F r kC C k C α
βα+
++
'=?=，其中H k kC β
+'=
因为k '与反应速率r 成正比，与反应时间t 成反比，所以
1/2121/221()(0.02) 1.0
2()(0.01)0.5
t k k t k k ββ'?====?' 所以1β= （2）223333[()]
[()]
Co NH
F H Co NH
F r kC C k C α
βα+
++
'=?=
对于一级反应1/21
ln 2
t k =
，所以当298T K =时 1/21ln 2ln 2
[]
t k k H +=
= 131
1/2ln 2ln 269.31()[] 1.00.01
k mol dm h t H ---+
=
==??? 当308T K =时
1311/2ln 2ln 2
138.63()[]0.50.01
k mol dm h t H ---+
=
==??? （3）221121
ln
()k T T Ea R k T T =?- 121
138.63308298
8.314ln
()52.89()69.31308298Ea kJ mol -?=?=?- 15.当有2I 存在作为催化剂时，氯苯65()C H Cl 与2Cl 在2()CS l 溶液中发生如下的平行反应（均为二级反应）：
1
6422642652
k k o C H Cl HCl C H Cl Cl p C H Cl HCl
??→-++??→-+
设在温度和2I 的浓度一定时，65C H Cl 与2Cl 在2()CS l 溶液中的起始浓度均为
30.5mol dm -?，30分钟后，有15%的65C H Cl 转变为642o C H Cl -，有25%的65C H Cl 转变为642p C H Cl -。试计算两个速率常数1k 和2k 。
解：对于两个都是二级反应的平行反应
1122
212()(){
k x
k x dx r k k a x dt
===+- ① ②
由①得
2121x x k k ==6.0%
25%15= ③ 由②得
dt k k x a dx
)()
(212
+=- 作定积分
??
+=-t x
dt k k x a dx
0210
2)()
( 得
t k k x a a x
)()
(21+=- ④
将30.5a mol dm -=?，30min t =，30.5(15%25%)0.2x mol dm -=?+=? 代入（4）中，得1k 20.44k += ⑤ 将③⑤联立解得
311131120.0167min 0.0278min {
k dm mol k dm mol ----=??=??
16.有正、逆反应均为一级的对峙反应：12312311
k k D R R R L R R R ---，正、逆反应
的半衰期均为1/230min t =。若起始时123D R R R CBr -的物质的量为1mol ，试计算在
10min ，生成123L R R R CBr -的量。
解：因为正、逆反应半衰期相同，所以11k k k -==。 对于一级反应111/2ln 2ln 2
0.0693(min)10
k t -=== 因为对峙反应11()dx
r r r k a x k dt
-==-=--正逆 所以
(2)0.0693(12)dx
k a x x dt
=-=?- 0.069312dx
dt x
=- 作定积分00
0.069312x t
dx dt x =-??
得0.375x mol =
即10min 后，生成123L R R R CBr -的量为0.375mol 。
17.某反应在300K 时进行，完成40%需时24min 。如果保持其他条件不变，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：因为初始浓度和反应程度都相同，所以1122k t k t =
211224 3.756.4
k t k t ===
221121
ln
()Ea R k T T =?- 1340300
8.314ln 3.75(
)28.02()340300
Ea kJ mol -?=?=?-
18．2()N O g 的热分解反应为2222()2()()N O g N g O g =+，在一定温度下，反应的半衰期与初始压力成反比。在970K 时，2()N O g 的初始压力为39.2kPa ，测得半衰期为
1529s ；在1030K 时，2()N O g 的初始压力为48.0kPa ，测得半衰期为212s 。
（1）判断该反应的级数；
（2）计算两个温度下的速率常数； （3）求反应的实验活化能；
（4）在1030K 时，当2()N O g 的初始压力为53.3kPa 时，计算总压达到64.0kPa 所需的时间。
解：（1）因为反应的半衰期与初始压力成反比，符合二级反应的特点，所以该反应为二级反应。
（2）对于二级反应1/221t k a
=
当970T K =时，
5111
1.6710()39.21529p k kPa s ---==???
当1030T K =时，
5111
8.9310()48.0212p k kPa s ---==???
（3）221121
ln
()k T T Ea R k T T =?- 51
5
9.831010309708.314ln ()245.4()1.67101030970
Ea kJ mol ---??=?=??- （4）2222()2()()N O g N g O g =+
53.3p - p
2
p
53.3642
p
p p p =-++
=总 21.4p kPa =
对于二级反应
211
k t a x a
-=-
即
00
p k t p p p -=- 500111111()()128()9.821053.321.453.3
p t s k p p p -=
-=-=-?- 19.某一气相反应1
2
()
()()k k A g B g C g -+，已知298K 时，110.21k s -=，
9112510k Pa s ----=??，当温度由298K 升到310K 时，其1k 和2k -的值均增加1倍，试求：
（1）298K 时反应的平衡常数p K ； （2）正、逆反应的实验活化能Ea ； （3）298K 时反应的r m H ?和r m U ?；
（4）在298K 时，A 的起始压力为100kPa ，若使总压力达到152kPa 时，所需的时间。
解：（1）对峙反应1
1
k K k -=
，所以 71910.21 4.210()510
p k K Pa k --=
==?? （2）221121
ln
()k T T Ea R k T T =?- 因为对于正、逆反应，都有
2
1
2k k =，所以 12121310298
ln 2(
)8.314ln 244.36()310298
T T Ea Ea R kJ mol T T -?==?=?=?--正逆 （3）
2
ln p r m d K H dT
RT
?=
因为
ln 0p d K dT
=
所以0r m H ?=
又因为r m r m H U pV ?=?+
所以18.314298 2.48()r m U pV RT kJ mol -?=-=-=-?=-?
第四章电化学基础 §4.1 原电池 一、探究目标 体验化学能与电能相互转化的探究过程 二、探究重点 初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 三、探究难点 通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。 四、教学过程 【引入】 电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。 【板书】§4.1 原电池 一、原电池实验探究 讲：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点！ 【实验探究】(铜锌原电池) 实验步骤现象 1、锌片插入稀硫酸 2、铜片插入稀硫酸 3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀 硫酸 【问题探究】 Zn Cu ×
1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？ 2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？ 3、锌片的质量有无变化？溶液中c (H+)如何变化？ 4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？ 5、电子流动的方向如何？ 讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。 【板书】（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。 问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？ 学生： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 讲：为什么会产生电流呢？ 答：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。 （2）实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。 问：那么这个过程是怎样实现的呢？我们来看原电池原理的工作原理。 （3）原理：（负氧正还） 问：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？ 学生：活泼金属锌失电子，氢离子得到电子 问：导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？ 学生：锌流向铜 讲：当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？ 学生：溶液中的氢离子
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
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,
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 ?→=
电化学基础习题解答 第四章P63 1．将甘汞电极与另一电极（在电极上析出氢气）组成电解池。电解液是pH 为7的饱和KCl 溶液。在25℃时，以一定大小的电流通过电解池，测得两极间电压为 1.25V 。若认为甘汞电极是不极化的，求此条件下阴极的过电位（假定溶液的欧姆电位降可略去不计）。 解：-+-=??E V 0085.125.12415.0-=-=-=+-E ?? 22 1 H e H = +-+ [] () V 4141.0705916.01ln 0-=-?=??? ? ??- =+-H nF RT ?? ()V 5944.04141.00085.1-=---=?Δ 2． 用Pb 电极来电解0.1mH 2SO 4（265.0=±γ），若在电解过程中，把Pb 阴极与 另一当量甘汞电极相连接时，测得电动势为E=1.0685V 。试求H 2在Pb 极上的过电位。 解：E -=+-??﹦ 0.2802－1.0685 ﹦ －0.7883V 22 1 H e H = +-+ [] ??? ? ??- =+-H nF RT 1ln 0??=0.05916lg(0.2×0.265)=-0.07547V V 7883.0=?Δ－0.07552V=0.7128V 第五章P73 1． 试证明对于反应R ne vO =+-扩散电流密度为 dx dC D v nF i 00= 证明： O 在x 方向上的扩散传递速度dx dC D V x 0 0-=，对于反应 R ne vO =+- 若以阴极反应电流为正，则()?? ? ????? ??=-??? ??=dx dC D F v n V F v n i x 00
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
第九章电化学基础 第28讲原电池 一、选择题 1.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U 形管)构成—个原电池(如图)。以下有关该原电池的叙述正确的是() ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．①②B．②③ C．②④D．③④ 2.有关下图所示原电池的叙述不正确的是() A．电子沿导线由Cu片流向Ag片 B．正极的电极反应是Ag＋＋e－===Ag C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应 D．用该电池电解饱和食盐水，3.2 g Cu溶解时生成1.12 L Cl2 3.小明利用家中废旧材料制作了一个可使玩具扬声器发出声音的电池，装置如图。下列有关该电池工作时的说法错误的是() A．铝罐将逐渐被腐蚀 B．电子流向为铝质汽水罐→导线→扬声器→导线→炭棒 C．食盐水中的Na＋向炭棒移动 D．炭棒上发生的反应为：2H＋＋2e－===H2↑ 4.下列反应不可用于设计原电池的是() A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ B．2CH3OH＋3O2―→2CO2＋4H2O C．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3 5.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中
不正确的是( ) A ．由Al 、Cu 、稀H 2SO 4组成原电池，其负极反应式为：Al －3e －===Al 3＋ B ．由Mg 、Al 、NaOH 溶液组成原电池，其负极反应式为：Al －3e －＋4OH －===AlO －2＋ 2H 2O C ．由Fe 、Cu 、FeCl 3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu －2e －===Cu 2＋ D ．由Al 、Cu 、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu －2e －===Cu 2＋ 6.(2013辽宁铁岭一中期中卷)某原电池装置如图所示。下列有关叙述正确的是( ) A ．Fe 作正极，发生氧化反应 B ．负极反应： 2H ＋＋2e －===H 2↑ C ．工作一段时间后，NaCl 溶液中c (Cl －)增大 D ．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH 均不变 7.(2012·安徽)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K 2，闭合K 1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K 1，闭合K 2，发现电流表A 指针偏转。 下列有关描述正确的是( ) A ．断开K 2，闭合K 1时，总反应的离子方程式为：2H ＋＋2Cl －=====通电 Cl 2↑＋H 2↑ B ．断开K 2，闭合K 1时，石墨电极附近溶液变红 C ．断开K 1，闭合K 2时，铜电极上的电极反应为：Cl 2＋2e －===2Cl － D ．断开K 1，闭合K 2时，石墨电极作正极 二、非选择题 8.在由铜片、锌片和200 mL 一定浓度的稀硫酸组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，当在铜片上放出3.36 L(标准状况)的H 2时，硫酸恰好用完，请填空： (1)正极的电极反应式为________________________________________________________________________； 负极的电极反应式为________________________________________________________________________； (2)通过导线的电子的物质的量为 0.3 mol ； (3)原稀硫酸的物质的量浓度为 0.75 mol/L 。 9.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol/L H 2SO 4溶液中，乙同学将电极放入6 mol/L 的NaOH 溶液中，如图所示。请回答：
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
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]
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
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
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
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11章电化学基础 11-1：(a) SiO2(s) + Al(s)—→Si(s) + Al2O3(s)； (b) I2(s) + H2S(aq)—→I-(aq) + S(s) + H3O+(aq)； (c) H2O2(aq) + I-(aq) + H3O+(aq)—→I2(s) + H2O(l)； (d) H2S(g) + O2(g)—→SO2(g) + H2O(g)； (e) NH3(g) + O2(g)—→NO2(g) + H2O(g)； (f) SO2(g) + H2S(g)—→S8(s) + H2O(g)； (g) HNO3(aq) + Cu(s)—→Cu(NO3)2(aq) + NO(g ) + H2O(l)； (h) Ca3(PO4)2(s) + C(s) + SiO2(s)—→CaSiO3(l) + P4(g) + CO(g)； (i) KClO3(s)—→KClO4(s) + KCl(s)（提示：歧化反应可方便地从反方向进行配平）答：（a）3SiO2(s) + 4Al(s) = 3Si(s) + 2Al2O3(s)； （b）I2(s) + H2S(aq) + 2H2O = 2I-(aq) + S(s) + 2H3O+(aq)； （c）H2O2(aq) + 2I-(aq) + 2H3O+(aq) = I2(s) + 4H2O(l)； （d）2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(g)； （e）4NH3(g) + 7O2(g) = 4NO2(g) + 6H2O(g)； （f）8SO2(g) + 16H2S(g) = 3S8(s) + 16H2O(g)； （g）8HNO3(aq) + 3Cu(s) = 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)； （h）2Ca3(PO4)2(s) + 10C(s) + 6SiO2(s) = 6CaSiO3(l) + P4(g) + 10CO(g)； （i）4KClO3(s) = 3KClO4(s) + KCl(s) 11-2：用半反应法配平下列反应方程式。给出的方程式中未示出H+，OH-或H2O，你应该会用加进H2O 和它的两个组成离子的方法配平这些方程 (a) ClO- + I2—→Cl- + IO3-； (b)Mn(OH)2(s) + H2O2(aq)—→MnO2(s)； 答：（a）5ClO-(aq) + I2(s) + H2O(l) = 5Cl-(aq) + 2IO-3 (aq) + 2H+(aq)； （b）Mn(OH)2(s) + H2O2(aq) = MnO2(s) + 2H2O(l)； 11-3：用半反应法（离子-电子法）配平下列方程式： （1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4→K2SO4＋Cr2(SO4)3＋S＋H2O （2）MnO42-＋H2O2→O2＋Mn2-(酸性溶液) （3）Zn＋NO3-＋OH-→NH3＋Zn(OH)4- （4）Cr(OH) 42-＋H2O2→CrO 42- （5）Hg＋NO3-＋H+→Hg22+＋NO
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：
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。
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：