第5章化学动力学习题
一、思考题
1．化学反应速率是如何定义的反应速率方程如何表达
2．影响反应速率的因素有哪些
3．如何加快均相和多相反应的反应速率
4．质量作用定律适用于什么样的反应
5．能否根据反应方程式直接写出反应速率方程式为什么
6．速率常数受哪些因素的影响浓度和压力会影响速率常数吗
7．什么是反应级数零级反应和一级反应各有什么特征
8．一个反应的活化能为180 kJ·mol-1，另一个反应的活化能为48 kJ·mol-1。在相似的条件下，这两个反应中哪一个进行较快些为什么
9．为什么说使用催化剂不会改变体系的热力学性能
10．为什么不同的反应升高相同的温度，反应速率提高的程度不同
11．是不是对于所有的化学反应，增加任意一个反应物的浓度都会提高反应速率为什么
12．碰撞理论和过渡态理论的基本要点是什么两者有什么区别
13．何为反应机理你认为要想了解反应机理，最关键是要怎么做
14．试解释浓度、压力、温度和催化剂加快反应的原因。
15．总压力与浓度的改变对反应速率以及平衡移动的影响有哪些相似之处有哪些不同之处举例说明。16．比较“温度与平衡常数的关系式”同“温度与反应速率常数的关系式”，有哪些相似之处有哪些不同之处举例说明。
17．反应2NO（g）+2H2（g）=== N2（g）+2H2O（g）的速率方程是
r = k c2（NO）c（H2）
试讨论以下各种条件变化时对反应速率的影响
（1）NO的浓度增加1倍；
（2）有催化剂参加；
（3）升高温度；
（4）反应容器的体积增大1倍
18．对于下列平衡体系：C (s) + H2O (g) = CO (g) + H2(g)，q为正值。
(1) 欲使平衡向右移动，可采取哪些措施
(2) 欲使（正）反应进行得较快（平衡向右移动）的适宜条件如何这些措施对K及k（正）、k（逆）
的影响各如何
二、是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号）
1.反应速率常数仅与温度有关，与浓度、催化剂等均无关系。 ( )
2.反应速率常数k与反应物A的浓度有关。（）
3.质量作用定律只适用于反应物与生成物之间有确定计量关系的化学反应。 ( )
4.质量作用定律适用于任何实际上能进行的反应。 ( )
5.一定温度下，简单反应的反应速率与反应速率常数和反应物的积成正比。（）
6.凡速率方程中各物质浓度的指数与反应方程式中化学式前的计量系数一致时，此反应必为元反应。
（）
7.增加反应物浓度，可加快反应速率，使反应进行得更完全。（）
8.对所有的化学反应，都可以指出它的反应级数。 ( )
9.对一给定反应，随反应进行其反应速率常数将变小。（）
10.若反应的半衰期是一常数，则该反应一定是一级反应。（√）
11.速率常数k的单位为mol-1dm3·s-1的反应级数是2。（√）
12.由Arrhenius公式可知，加快反应速率的惟一方法是升高反应温度。（）
13.反应的活化能大，在一定温度下反应速率也越大。 ( )
14.阿仑尼乌斯活化能是反应物中活化分子的平均摩尔能量与反应物分子的平均摩尔能量之差。
（）
15.温度一定，活化能越大的反应其反应速率常数越大。（）
16.温度能影响反应速率，是因为它能改变反应的活化能。（）
17.吸热反应的活化能总大于反应热。（√）
18.某反应分几步进行，则总反应速率取决于最慢一步的反应速率。 (√ )
19.催化剂能提高化学反应的转化率。 ( )
20.催化剂能加快逆反应。 (√ )
21.催化剂能改变反应历程，降低反应活化能，但不能改变反应的r G （√）
22.反应的级数取决于反应方程式中反应物的化学计量数的和。 ( )
23.采用了催化剂后与使用催化剂前相比，反应的速率、反应历程甚至反应产物都可能发生改变。
(√)参考答案：
1.×
2.×
3.×
4.×
5.×
6.×
7.×
8.×
9.×10.√11.√12.×
13.×14.×15.×16.×17.√18.√19.×20.√ 21.√22.×23.√
三、选择题（在正确的答案下打“√”）
1.对于任意给定的化学反应A+B→2Y，则在动力学研究中_______。
A. 表明它为二级反应
B. 表明了它是双分子反应
C. 表明了反应物与产物分子间的计量关系
D. 表明它为元反应。
2.下列叙述正确的是_______。
A. 化学反应动力学是研究反应进行的快慢、机理及限度的
B. 反应速率常数的大小及反应速率的大小
C. 反应级数越高，反应速率越大
D. 要测定H2O2(aq) == H2O(l)+1/2O2（g）的反应速率应选择的实验方法是测定O2 (g) 体积随时间
的变化
3.下列叙述正确的是______。
A. 非基元反应是由若干基元反应组成的
B. 反应速率方程式中各物质的浓度的指数等于反应方程式中其化学计量数时，此反应比为基元反
应。
C. 反应级数等于反应物在反应方程式中的化学计量数之和
D. 反应速率与反应物浓度的乘积成正比
4.在化学动力学中，质量作用定律______。
A. 适用于任意恒温反应
B. 只适用于理想气体恒温反应
C. 只适用于基元反应
D. 只适用于恒温恒容化学反应
5.若反应A + B == C 对于A和B来说都是一级反应，则______。
A. 此反应为一级反应
B. 此反应为零级反应
C. 两反应物中无论何者浓度增加1倍，都会使反应速率增加1倍
D. 两反应物的浓度同时减半，则反应速率也将减半
6.已知反应A + 2B == 2C的速率方程为：r = k·c（A）·c（B），该反应是________。
A. 元反应
B. 三级反应
C. 一级反应
D. 级数为2 的反应
7.对反应2N2O3 == 4NO2+ O2而言，当-d c N
2O5/d t = mol·dm-3·min-1时，d c NO
2
/d t的数值是______。
A. 0.06
B. 0.13
C.
D.
8.三级反应的速率常数的单位是_______。
A. dm6·mol-2·s-2
B. dm6·mol2·s-2
C. dm3·mol-1·s-1
D. dm6·mol-2·s-1
9.NO2二聚反应的速率方程为– d c NO
2 / d t = kc2NO
2
，会使速率常数发生变化的条件是______。
A. 将体系的总压力加倍
B. 在反应混合物中加O2
C. 在反应混合物中加过量NO2
D. 在CCl4溶液中进行反应而不在气相中反应
10.任何一级反应的半衰期______。
A. 都与k,C o有关
B. 都与C o有关
C. 都与k 有关
D. 都与k,C o无关
11.某反应的速率常数为，反应物的初始浓度为·dm-3，则反应的半衰期为___。
A. 7min
B.
C.
D.
12.某反应的速率常数k = ×10s，又初始浓度为 mol·dm，则该反应的半衰期为_____。
s B. 900 s C. 1800 s D. 13000
13. 某放射性元素净重8克，它的半衰期为10d ，40d 后期净重为_____。
A . 4g B. 2g C. 1g D. 0.5g
14. 已知H 2O 2分解是一级反应，若浓度由 mol ·dm -3
，降至 mol ·dm -3
需20min ，则浓度从 mol ·dm -3
降至 mol ·dm -3
，所需时间是______。
A. >20min
B. 20min
C. <20min
D. 无法判断
15. 对于一个一级反应，如其半衰期t 1/2在以下即称为快速反应，此时它的速率常数k 值在_____。
A. 69. 3 s -1
以上 B. s -1
以上 C. s -1
以上 D. s -1
以上 16. 下列几种条件变化中，能引起反应速率常数（k ）值改变的是______。
A. 反应温度改变
B. 反应容器体积改变
C. 反应压力改变
D. 反应物浓度改变 17. 对于一定温度时的某化学反应，下列叙述中正确的是______。
A. K 越大，反应速率越快
B.
r
H (T )越负，反应速率越快
C. E a 越大，反应速率越快
D. 一般反应物的浓度越大，反应速率越快 18. 升高温度可以增加反应速率，主要是因为_______。
A. 增加了分子总数；
B. 增加了活化分子百分数；
C. 降低了反应的活化能；
D. 促使反应向吸热方向移动。 19. ln k 对
T 1
做图，直线斜率是_______。 A. R E a 303.2- B. R E a - C. R E a 303.2- D. R
E a
303.2
20. 一个反应的活化能是 33kJ ·mol -1
, 当 T = 300K 时，温度每增加1K ，反应速率常数增加的百分数约是______。
A. 4.5%
B. 90%
C. 11%
D. 50%
21. 下列叙述正确的是______。
A. 吸热反应的活化能比放热反应的活化能高
B. 一个反应的反应速率与化学方程式中出现的所有作用物浓度都有关
C. 催化反应的速率与催化剂的浓度无关
D. 反应速率常数与作用物浓度无关
22.下列叙述正确的是______。
A. 系统状态变化过程中步骤越多，ΔG越大
B. 系统状态变化的速率越快，K越大
C. 元反应一定是反应速率最快的反应
D. 搅拌、振动以及排出产物是加快多相反应速率的有效措施
23.正反应活化能（E a正）大于逆反应活化能（E a逆）时，则正反应热效应ΔH为_____。
A. ΔH>0
B. ΔH<0
C. ΔH=（E a正—E a逆）/2
D. 不能确定
24.有三个反应，其活化能（kJ·mol－1）分别为：A反应320，B反应40，C反应80。当温度升高相同
数值时，以上反应速率增加的倍数的大小顺序为______。
A. A>C>B；
B. A>B>C；
C. B>C>A；
D. C>B>A。
25.在反应活化能测定实验中，对某一反应通过实验测得有关数据，按lgk对1/T作图，所得直线的斜
率为－，该反应的活化能E a = ______。
A. 76 kJ·mol－1；
B. 70 kJ；
C. 76 J·mol－1；
D. 70 kJ·mol－1。
26.对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是______。
A. Δr G越负，反应速度越快
B. Δr H越负，反应速度越快
C. 活化能越大，反应速度越快
D. 活化能越小，反应速度越快
27.关于催化剂的使用，下列叙述中不正确的是______。
A. 能够加快反应的进行
B. 在几个反应中，能选择性的加快其中一二个反应
C. 能改变某一反应的正逆向速率的比值
D. 能缩短到达平衡的时间，但不能改变某一反应的转化率。
28.某反应A + B = C在恒温恒压下进行，当无催化剂存在时，反应的平衡常数为K，活化能为E；当加
入催化剂时,反应速度明显加快，此时活化能为E′,反应平衡常数为K′，则______。
A. K′= K, E′= E
B. K′= K, E′< E
G. K′< K, E′< E D. K′< K, E′> E
29.今有一可逆反应，欲用某种催化剂，以增大正反应产物的产量，该催化剂应该具有下列哪一性质
______
A. 仅能增大正反应速率
B. 同等程度地催化逆反应，从而缩短达到平衡时的时间
C. 能使平衡常数发生改变，从而增加正反应速率
D. 降低正反应活化能，从而使正反应速率加快
30.催化剂能极大地改变反应速率, 以下说法不正确的是______。
A. 催化剂改变了反应历程
B. 催化剂降低了反应的活化能
C. 催化剂改变了反应的平衡, 以致使转化率大大地提高了
D. 催化剂能同时加快正向和逆向反应速率
31.加催化剂可使化学反应的下列物理量中哪一个发生改变______
A. 反应热
B. 平衡常数
C. 反应熵变
D. 速率常数
参考答案：
四、填空题
1.质量作用定律只适用于反应。
2.基元反应2NO+H2=N2+2H2O2的反应速度v = _________________________。
3.对于基元反应 A(g)+3B(g)=2C(g)+3D(g), 其反应速率方程式为_____________________，反应级数为
______。
4.实验发现，对下列元反应：A（g）+ B（g）=== AB（g），当A物质的浓度增大1倍，其反应速率增加
3倍；增加B物质的浓度，反应速率不变。此反应的级数为_____。
5.反应A（g）+ B（g）=== C（g）的速率方程为：v = k c2（A）c（B）。若将反应容器的体积增大1
倍，则反应速率将是原来的_____倍。
6.由实验知道，反应A + B === C的反应速率方程式为v= k c1/2（A）·c（B），当A的浓度增大时，
反应速率，反应速率常数k。升高温度，反应速率常数，反应速率。
7.某元反应A（s）+ 2B（g）=== 2C ，该反应的v=_______________；反应总级数为_____，反应速率
常数k的单位是_________；根据阿仑尼乌斯公式________________，当温度升高时，k变_______。
8.反应速率常数k的物理意义是：表示________________________________________________，k只与
________有关，与______无关。
9.活化能是指_____________________________________________的能量，在有效碰撞理论中活化能的
物理意义被解释为_______________________________。
10.反应活化能E a = 250 kJ·mol－1，反应温度从300 K升高到310K，速率常数k增加_____倍。
11.两个化学反应，各自的活化能大小不同，若在相同的温度区间内各自升温，则具有较高活化能的反应
（设为A），其反应速率所增加的倍数与活化能较低的反应（设为B）相比，以____为大。（填A或B）
12.某反应在10℃时，k = ×103 s-1，E a（正）=20 kJ·mol－1，当T = 25℃时，k =_______。
13.某反应温度升高10℃，反应速率增大了1倍。那么400K的反应速率是360K时的______倍。
14.直链反应由三个基本步骤组成，即、、。
参考答案：
1．元
2．kc2(NO)c(H2)
3．v=kc(A)c3(B)，4
4．2
5．1/8
6．增大；不变；增大；升高
7． k ·c 2
（B ） 2 dm 3
·mol -1
·s -1
RT
E a Ae
k -= 大
8． 一定温度下，反应物的物质的量浓度均为单位物质的量浓度时的反应速率 温度和催化剂
浓度
9． 分子活化所需要，反应物中活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差 10． 11．A 12．×103 s -1
13．16
14．链的引发 链的传递 链的终止
五、计算题
1. 在过氧化氢酶的催化下，发生以下分解反应：
H 2O 2（l ）== H 2O （l ）+ 21O 2（g ）
反应进行5分钟后，测得H 2O 2浓度降低×10-3
mol ·dm -3
，计算H 2O 2的分解速率和O 2的生成速率。
2. 根据实验，NO 和Cl 2的反应
2NO (g) + Cl 2 (g) → 2 NO Cl (g)
满足质量作用定律。
（2） 写出该反应的反应速率方程式。 （3） 该反应的总级数是多少
（4） 其它条件不变，如果将容器的体积增加至原来的2倍，反应速率如何变化 （5） 如果容器的体积不变而将NO 的浓度增加至原来的3倍，反应速率又将如何变化 3. 当A 和B 的浓度分别为 mol ·dm -3
和 mol ·dm -3
，k = ，根据速率方程表达式：
v = k c （A ）c 2
（B ）
计算该反应的反应速率。
4. 某反应A → B ，当反应物A 的浓度A c = mol · l －1
时，反应速率为 mol·l －1
·s －1
。试计算在下列情况下，反应速率常数各为多少 (1) 反应对A 是零级；
(2) 反应对A是一级。
5.零级反应A → B +C，已知A的起始浓度为 mol · l－1，完全分解用了 h，试求该反应以s－1为时
间单位表示的速率常数。
6.一级反应A → B +C，已知A的起始浓度为 mol · l－1，速率常数k= ×10－3 s－1，试求：(a) 反
应进行3min后，A物质的浓度；(b) 该反应的半衰期。
7.乙烷裂解制取乙烯反应如下： C2H6C2H4 + H2
已知800℃时的反应速率常数k = s－1。问当乙烷转化率为50%，75%时分别需要多少时间
8.气态乙醛三聚物的分解反应为一级反应，（CH3CHO）3→3 CH3CHO，在519K时的速率常数为×10—4s—1。
（1）求此反应的t1/10；
（2）实验测得三聚乙醛起始压力为，它在519K、15min后的压力是多少
9.65℃时，在气相中N2O5分解的速率系（常）数为 min-1，活化能为 kJ·mol-1，求80℃时的k和t1/2 。
10.环氧乙烷分解反应为一级反应，已知在380℃时，半衰期为63min，E a=·mol-1，试求在450℃时分解
75%的环氧乙烷需要多少时间
11.某反应在40℃时的速率是在20℃时的倍，计算该反应的活化能。
12.甲酸在金表面上的分解反应在温度为140℃和185℃时的速率常数分别为×10－4s－1及×10－2s－1，试
求该反应的活化能。
13.某反应在15.05℃时的反应速率常数为×10-3 dm3·mol-1·s-1，在40.13℃时的反应速率常数为×10-3
dm3·mol-1·s-1。求反应的活化能，并计算25.00℃时的反应速率常数。
14.2NO+2H2=N2+2H2O 在273K时反应速度常数为，在 500K时反应速度常数为，试计算该反应在 298K
时的速度常数。
15.反应 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 在302℃时的k = ×10-4 dm3·mol-1·s-1，在508℃时k =
dm3·mol-1·s-1，试计算该反应的活化能E a与指前因子(参量)k0并求400℃时的k。
16.在28℃时鲜牛奶大约4 h 变酸，在5℃冰箱中可保持48 h。假定牛奶变酸反应速率与变酸时间成反
比，求牛奶变酸反应的活化能。
17.已知反应：①2N2O5（g）== 4NO2（g）+ O2（g）E a = kJ·mol-1
C2H5Cl（g）== C2H4（g）+ HCl（g）E a = kJ·mol-1
如果：（1）将反应温度由300K上升到310K，上述二反应的速率各增大多少倍说明为什么（2）将反应②的温度由700K上升到710K，反应的速率又增大多少倍与②中（1）比较说明了什么
18.氧化乙烯的热分解反应为一级反应，已知在651K时，分解50%所需时间为363min，活化能E a=·mol-1，
试求如果在120min内分解75%，温度应控制在多少K
19.有恒容气相反应A（g）→D（g），已知该反应的速率常数k与温度T有关系：ln k(s-1)=－9622/T（K）（1）确定该反应级数；
（2）计算该反应的活化能；
（3） 预使A 在10分钟内转化90%，反应应控制在多少度 20.已知某一级反应的
r
H (298K) = kJ ·mol -1，E a （正）= 180 J ·mol -1，设A = 1；试计算该逆反
应在300K 时的k 为多少
21.通过实验可知，在高温时，CO 2气体与焦炭中的碳反应的方程式为CO 2 + C == 2CO ，该反应的活化能为 kJ ·mol -1
。试计算反应温度由900K 升高到1000K 时，反应速率常数的变化率为多少
22.在不加催化剂时，H 2O 2的分解反应 H 2O 2（l ）== H 2O （l ）+ 21O 2（g ）的活化能为 kJ ·mol -1
。当以铁为催化剂时，该反应的活化能降到 kJ ·mol -1
。试计算在25℃时，此两种条件下，该反应速率的比值。
参考答案：
1. 6×10-4
mol ·dm -3
·min
-1
3×10-4
mol ·dm -3
·min -1
2. （1）v = kc 2
NO c Cl 2
（2） 3
（3） 变为原来1/8倍 ④变为原来9倍 3. ×10-7
mol ·dm -3
·s -1
4. (1) mol·dm -3·s -1
(2) s -1
5. ×10-4
mol ·dm -3
·s –1
6. (a) mol ·dm -3
(b) s 7. ，
8. （1）×103
s ；
（2） kPa 9. min -1
， min 10. min
11. 100 kJ ·mol -1
12. E a =179 kJ ·mol -1
13. kJ·mol-1， kJ·mol-1
14.
15.E a = = kJ·mol 1，k0 = ×109 dm3·mol-1·s-1 400 ℃时，k = dm3·mol-1·s-1
16.75 kJ·mol-1
17.（1）①②说明反应的活化能越大，温度的变化对反应速率的影响就越大。
（2）1.8温度较低时升高温度，对反应速率的影响较大，而温度较高时，升高温度，对反应速率的影响较小。
18.682K
19.（1）1级，（2） kJ·mol-1，（3） K
20. s-1
21.
22.4778
English problems
following data were measured for the reduction of nitric oxide with hydrogen.
2NO(g) + 2H2 (g) N2 (g) +2H2O (g)
Initial concentration (mol·dm-3)
c NO c H2Initial rate of formation
of H2O
(mol·dm-3·s-1)
×10-3
×10-3
×10-3
What is the rate law for the reaction
2. Dinitrogen pentaoxide, N2O5, is the anhydride of nitric acid. It is not very stable, and
in the gas phase or in solution with a nonaqueous solvent it decomposes by a first-order
reaction into N2O4 and O2. The rate law is
rate = kc N2O5
At 45℃,the rate constant for the reaction in carbon tetrachloride is ×10-4s-1. If the initial concentration of the N2O5 in the solution is mol·dm-3, how many minutes will it take for the concentration to drop to mol·dm-3
3. The reaction 2HI (g) → H2 (g) + I2 (g) has the rate law, rate = k c HI2, with k= dm3·mol-1·s-1
at 508℃. What is the half-life for the reaction at this temperature when the initial HI concentration is mol·dm-3
4. The decomposition of HI has rate constants k= dm3·mol-1·s-1at 508℃ and k= dm3·mol-1·s-1
at 540℃. What is the activation energy of the reaction in kJ·mol-1
5. The reaction 2NO2→2NO + O2 has an activation energy of 111 kJ·mol-1. At 400℃, k =
dm3·mol-1·s-1. What is the value of k at 430℃
ANSWERS:
1.v = kc NO c H
2
2. min
3. h
4. kJ·mol-1
5.dm3·mol-1·s-1 115T
第7章 化学动力学初步 习 题 1．什么是化学反应的瞬时速率和平均速率？二者有何区别与联系？ 2．在实际应用中，多采用以浓度变化表示的反应速率。试写出反应 a A + b B = d D + e E 的反应速率表达式。 3．某温度下，测得N 2O 5的分解反应2N 2O 5(g) = 4NO 2(g) + O 2(g)的实验数据如下表所示，试计算在0～1000 s 、1000～2000 s 、2000～3000 s 等三个时间段的平均反应速率。 t /s 0 1000 2000 3000 52O N c / mol· dm -3 5.00 2.48 1.23 0.61 4．对上述N 2O 5的分解反应2N 2O 5(g) = 4NO 2(g) + O 2(g)，瞬时速率可以用N 2O 5、NO 2和O 2 的浓度变化分别表示。若在反应某时刻， 25 N O d d c t -＝2.00 mol·dm -3·s -1，此时 2 NO d d c t 和 2O d d c t 各为多少？ 5．温度升高，化学反应速率加快。设某反应温度从300 K 升高到310 K 时，反应速率增加了1倍，试求该反应的活化能。 6．环丁烷C 4H 8的分解反应C 4H 8(g) = 2CH 2CH 2(g)，实验测得其活化能为262 kJ·mol -1。若600 K 时，该反应的速率常数为6.10×10-8 s -1，假定频率因子不变，温度为多少的时候，速率常数为1.00×10-4 s -1？ 7．CH 3CHO 的热分解反应为 CH 3CHO(g) = CH 4(g) + CO(g) 在700 K 时，该反应的速率常数k ＝ 0.0105 dm 3?mol -1?s -1，如果已知反应的活化能E a ＝ 188.4 kJ ?mol -1 ，求在800 K 时该反应的速率常数k 。 8．简述有效碰撞理论和过渡状态理论的要点。 9．在800 K 时，某反应的活化能为182 kJ·mol -1。当有某种催化剂存在时，该反应的活化能降低为151 kJ·mol -1。假定反应的频率因子不变，问加入催化剂后该反应的速率增大了多少倍？ 10．若298 K 时，反应2N 2O(g) = 2N 2(g) +O 2(g)的反应热Δr H m = -164.1 kJ·mol -1，活化能E a = 240 kJ·mol -1。试求相同条件下，反应2N 2(g) +O 2(g) = 2N 2O(g)的活化能。 11．什么是基元反应？假设反应a A + b B = d D + e E 是基元反应，试用质量作用定律描述该 反应的化学反应速率。 12．反应2NO + O 2 = 2NO 2的速率方程式是22 NO O ()r k c c =?，能否据此断言该反应为基元反应？ 13．写出零级反应和一级反应的速率表达式，画出相应的浓度－时间关系图，并分别推导各 自的半衰期。 14．在一定温度下，测得反应2X + Y = 2Z 的实验数据如下表所示： X 的起始浓度/(mol·dm -3) Y 的起始浓度/(mol·dm -3) 起始速率/(mol·dm -3·min -3) 0.05 0.05 4.2×10-2 0.10 0.05 8.4×10-2
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,
第8章 化学动力学 习题 1. 请根据质量作用定律写出下列基元反应的反应速率表示式（试用各种物质分别表示）。 （1）P B A k 2?→?+ （2）2A+B P k 2?→? （3）S P B A 22+→+ （4）M Cl M Cl +→+22 解： （1）B A P B A c kc dt dc dt dc dt dc ==-=-21，（2）B A P B A c kc dt dc dt dc dt dc 2 2121==-=-， （3）22121B A S P B A c kc dt dc dt dc dt dc dt dc ===-=-，（4）M 2Cl Cl Cl c kc dt dc dt dc 212==-。 2. 某气相反应的速率表示式分别用浓度和压力表示时为n A c c c k =γ和n A p p p k =γ，试求 k c 与k p 之间的关系，设气体为理想气体。 解：因为 p A =c B R T =c A R T ， n A n p n A c c RT k c k )(=，则 n p c RT k k )(= 3. 298K 时N 2O 5(g)分解反应其半衰期2/1t 为5.7h ，此值与N 2O 5的起始浓度无关，试求： （1）该反应的速率常数。（2）作用完成90%时所需时间。 解：根据题意判断该分解反应为一级反应，因此可求得 （1）12/11216.07 .52 ln 2ln -===h t k ，（2）h k x t 94.181216 .09.011 ln 11ln =-=-= 4. 某人工放射性元素放出α粒子，半衰期为15min ，试问该试样有80%分解，需时若干？ 解：根据题意判断该放射反应为一级反应，因此可求得 （1）12/1min 04621.015 2 ln 2ln -===t k ，（2）min 83.3404621 .08.011 ln 11ln =-=-=k x t 。 5. 把一定量的PH 3(g)迅速引入温度为950K 的已抽空的容器中，待反应物达到该温度时开始计时(此时已有部分分解)，测得实验数据如下：
《化学反应动力学》 第 三、四章习题 1、试推导A + B → P ，当其为二级反应r = k ［Ａ］［Ｂ］时，其积分速率方程为： ln{1 + Δ0（P 0 - P ∞）/ [A]0（P t – P ∞）} = ln [B]0 / [A]0 +Δ0k t 式中，P 为用物理仪器测定的体系的某种物理性质（如吸光系数），该性质与浓度有线性 关系，Δ0 = [B]0 - [A]0 解： 设B 过量 A + B → P t = 0 [A]0 [B]0 P 0 = [A]0λA + [B]0λB + λM (1) t = t [A]0-x [B]0-x P t = ([A]0-x) λA + ([B]0-x) λB + λM (2) t = ∞ [B]0 - [A]0 P ∞ = ([B]0- [A]0) λB + λM (3) 据二级反应速率方程： ) ]([][)]([][ln ][][1 000000x B A x A B B A kt ---= x x A A B kt B A --+=-000000]B [][ln ][][ln )][]([ kt A B x A x B 00 00][][ln ][][ln ?+=-- （1）-（3）得：P 0 – P ∞= [A]0(λA +λB ) , 即：0 0A ][A P P B ∞ -=+λλ （1）-（2）得：P 0 – P t =λA x + λB x 由上面两式可得：000][A P P P P x t ∞ --= 0000 00000][][][][ln ][][ln A P P P P A A P P P P B x A x B t t ∞ ∞ ------ =-- 0 00000000000][][][][][][][][ln A P A P P A P A P A P A P B P B t t +--+--=∞∞ ) (][][][][][)][]([ln 00000000∞∞∞∞-+-+--=P P A P A P A P A P B P A B t t
化学反应工程习题（第五章） 5.1乙炔与氯化氢在HgCl 2-活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应 2223C H HCl C H Cl +? ()A ()B ()C 其动力学方程式可有如下种种形式： (1) 2 (/)/(1)A B C A A B B C C r p p p K K p K p K p κ=-+++ (2) /(1)(1)A B A B B B C C A A r K K p p K p K p K p κ=+++ (3) /(1)A A B A A B B r K p p K p K p κ=++ (4) /(1)B A B B B C C r K p p K p K p κ=++ 试说明各式所代表的反应机理和控制步骤。 解：（1） A A σσ+? B B σσ+? A B C σσσσ+?+ （控制步骤） C C σσ?+ （2） 11A A σσ+? 22 122111 B B A B C C C σσσσσσσσ+?+→+?+（控制步骤） （3） A A σσ+? B B σσ+? A B C σσ+→+ （控制步骤） （4） B B σσ+? A B C σσ+→ （控制步骤） C C σσ?+ 5.2 在Pd-Al 2O 3催化剂上用乙烯合成醋酸乙烯的反应为 243222321C H C H C O O H O C H C O O C H H O 2 ++ ?+ 实验测得的初速率数据如下[功刀等，化工志，71，2007（1968）.] 115℃, AcOH 200p mmHg =，2 92O p m m H g =。 24()C H p m m H g 70 100 195 247 315 465 5 010(/) r m ol hr g ??催化剂 3.9 4.4 6.0 6.6 7.25 5.4 注：1mmHg=133.322Pa
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
第八章 化学动力学* ——课后习题解答 难度级别：基础★，基础2★，综合3★，综合4★，超纲5★ 关于作业：公式有必要牢记，但是平时作业时最好是自己动手推导出比较简单的公式，而不是直接翻书，找到公式，套公式，这样的解题方式不值得提倡。 1．（基础★）气体反应SO 2Cl 2 = SO 2 + Cl 2为一级反应。在593K 时的k = 2.20×10-5 s -1。求半衰期和反应2h 后分解的百分比。 解：1/25 ln 20.693 315002.2010 t s k -= ==?（计算有点误差31507 s ）， 510 0ln 2.21023600 1.58410c kt c x --==???=?- 0000 1 1.17161 1.1716100%14.65%1.17161c x x c x c c -===?=--， 2．（基础★）镭原子蜕变成一个Rn 和一个α粒子。它的半衰期是1622年，反应是一级。问1g 无水溴化镭RaBr 2在10年内能放出多少Rn ？Rn 的量用0℃，标准压力下的体积（cm 3）来表示。 解：41 1/2ln 2/0.692/1622 4.27310k t a --===?， 430 0ln 4.2731010 4.27310c kt c x --==??=?-， 0 0 1.00428c c x ∴ =- 1g 无水溴化镭的物质的量为1 0.00259386 mol =，也就是溴离子物质的量 在同一个密闭的容器中 50.00259 1.00428 1.105100.00259x mol x -=?=?- 故1g 无水溴化镭在10年内能放出在0℃，标准大气压下Rn 的体积为 V = 1.105×10－ 5×22.4×103 = 0.248 cm 3 【讨论】（1）元素周期表应该作为一个常用的工具备在身边，Ra 的原子量为226，溴的原子量为80；（2）单位是灵活的，可以根据具体的情况而定，目的则是为了方便计算；（3）无水溴化镭RaBr 2不是气体？这样在浓度表达上有问题吗？ 4．（基础★★）某二级反应在a = b 时，经过500s 原始物作用了20％，问原始物作用60％时须经过多少时间？ *马鞍山，尹振兴，2007，zhenxingyin@https://www.doczj.com/doc/4714787820.html,
§9.3 简单级数反应的动力学规律 凡是反应速率只与反应物浓度有关，而且反应级数，无论是α、β、…或n 都只是零或正整数的反应，统称为“简单级数反应”。 简单反应都是简单级数反应，但简单级数反应不一定就是简单反应，前已述及的HI 气相合成反应就是一例。具有相同级数的简单级数反应的速率遵循某些简单规律，本节将分析这类反应速率公式的微分形式、积分形式及其特征。 （1）一级反应 反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。其速率公式可表示为 1dc k c dt -= (9.7) 式中c 为t 时刻的反应物浓度。将上式改写成1dc k dt c -=的形式，积分可得 1ln c k t B =-+ (9.8) B 为积分常数，其值可由t = 0时反应物起始浓度c 0确定：B = ln c 0。故一级反应速率公式积分形式可表示为 01ln c k t c = (9.9) 或 11 ln c k t c = (9.10) 或 10k t c c e -= (9.11) 使用这些公式可求算速率常数k 1的数值，只要知道了 k 1和c 0的值，即可求算任意t 时刻反应物的浓度。 从(9.8)式可看出，以ln c 对t 作图应得一直线，其斜率即为-k 1。如图9.2所示。 反应物浓度由c 0消耗到c =c 0/2所需的反应时间，称为反应的半衰期，以t 1/2表示。由(9.9)式可知，一级 反应的t 1/2表示式为 1/21110.6932 ln 2t k k == (9.12) 可以看出，一级反应的半衰期与反应物起始浓度c 0无关。 许多分子的重排反应和热分解反应属一级反应。还有些反应例如蔗糖水解 )(O H C )(O H C O H O H C 612661262112212果糖葡萄糖+→+ 实际上是二级反应，但由于水溶液中反应物之一H 2O 大大过量，其浓度在整个反应过程中可视为常数，故表观上表现为一级反应，这类反应称为“准一级反应”。 例题1 30℃时N 2O 5在CCl 4中的分解反应 N 2O 5 24O 22NO 2 1 2+ 为一级反应，由于N 2O 4和NO 2均溶于CCl 4中，只有O 2能逸出，用量气管测定不同时刻逸出O 2的体积有t / s 0 2400 4800 7200 9600 12000 14400 16800 19200 ∞ V (O 2) / cm 3 15.65 27.65 37.70 45.85 52.67 58.30 63.00 66.85 84.85 11/2 解 从(9.10)式可看出，一级反应的特点是速率常数k 的数值与所用浓度单位无关，因此用任何一种与N 2O 5的浓度成正比的物理量来代替浓度都不会影响k 的数值。所以可以用逸出O 2的体积来求算k 的值。因为每产生一个O 2分子一定有两个N 2O 5分子分解，因此逸出O 2的体积与N 2O 5的浓度有一定的比例关系。 图9.2 一级反应的ln c 对t 图
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]
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
1 第三章化学动力学基础课后习题参考答案 2解：（1）设速率方程为 代入数据后得： 2.8×10-5=k ×(0.002)a (0.001)b ① 1.1×10-4=k ×(0.004)a (0.001)b ② 5.6×10-5=k ×(0.002)a (0.002)b ③ 由②÷①得: 2a =4 a=2 由③÷①得: 2b =2 b=1 （2）k=7.0×103(mol/L)-2·s -1 速率方程为 （3）r=7×103×(0.0030)2×0.0015=9.45×10-5(mol ·L -1·s -1) 3解：设速率方程为 代入数据后得： 7.5×10-7=k ×(1.00×10-4)a (1.00×10-4)b ① 3.0×10-6=k ×(2.00×10-4)a (2.00×10-4)b ② 6.0×10-6=k ×(2.00×10-4)a (4.00×10-4)b ③ 由③÷②得 2=2b b=1 ②÷①得 22=2a ×21 a=1 k=75(mol -1·L ·s -1) r=75×5.00×10-5×2.00×10-5=7.5×10-8(mol ·L -1·s -1) 5解：由 得 ∴△Ea=113.78（kJ/mol ） 由RT E a e k k -=0得：9592314.81078.11301046.5498.03?=?==??e ke k RT E a 9解：由阿累尼乌斯公式：RT E k k a 101ln ln -=和RT E k k a 202ln ln -=相比得： ∴ 即加催化剂后，反应速率提高了3.4×1017倍 因△r H θm =Ea(正) -Ea(逆) Ea(逆)=Ea(正)-△r H θm =140+164.1=304.1(kJ/mol) 10解：由)11(ln 2 112T T R Ea k k -=得： )16001(314.8102621010.61000.1ln 2 384T -?=??-- T 2=698（K ） 由反应速率系数k 的单位s-1可推出，反应的总级数为1，则其速率方程为 r=kc(C 4H 8) 对于一级反应,在600K 下的)(1014.110 10.6693.0693.0781s k t ?=?== - ) ()(2O c NO kc r b a =)()(107223O c NO c r ?=) ()(355I CH c N H C kc r b a =)11(ln 2112T T R E k k a -=)627 15921(314.8498.081.1ln -=a E ) /(75.41046.5656314.81078.113903s mol L e e k k RT E a ?=??==??--36.40298314.810)140240(ln 32112=??-=-=RT E E k k a a 1712104.3ln ?=k k
1. 请根据质量作用定律写出下列基元反应的反应速率表示式(试用各种物质分别表示)。 ()()()()21 A+B 2P 2 2A+B 2P 3 A+2B P+2S 4 2Cl+M Cl +M k k ??→??→?? →?→? 解：()[][][][][]d A d B d P 11A d d 2d r k t t t =?=?==B ()[][][][][]2d A d B d P 112=2d d 2d r k t t t =?=?=A B ()[][][][][][]2d A d B d P d S 113===A d 2d d 2d r k t t t t =??=B ()[][][][]22d Cl d Cl 14==Cl 2d d r k t t =?M 2. 某气相反应速率表示式分别用浓度和压力表示时为[]A n c c r k =?和，试求 和之间的关系，设气体为理想气体。 A n p p r k p =?c k p k 解： 设反应为 ()()A g B g p k ??→A A d d n p p p r k t =?=p 因A A p c RT =，代入上式得 ()()A A d d n p p c RT r k t =?=c RT 则 ()1A A d d n n c p c c r k RT c k c t ??===A n ()1n c p k k RT ?= 故 ()1n p c k RT k ?=3．时N 298K 2O 5(g)分解反应半衰期12t 为5.7h ，此值与N 2O 5的起始浓度无关，试求： （1）该反应的速率常数； （2）作用完成时所需时间。 90%解：（1）因反应的半衰期与反应物起始浓度无关，故此反应为一级反应，其反应速率常 数为 1112ln 2ln 2h 0.1216h 5.7k t ????===???? - 1 -
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 第一章习题 要求：对每一题的解答都必须写出详细的推导过程。 1、写出零级反应（反应速率为常数）的速率方程；并从速率方程推导其动力学方程。 解：对于零级反应： P A → 反应速率方程：k A k r =?= ][ 根据反应速率的定义： dt A d r ] [-= ， 令初始条件：0=t 时， [A] [A]= 对速率方程积分：?? -=t A A kdt A d 0 ] [][][ 得零级反应的动力学方程：kt A A =-][][ 2、已知反应A + B P 为一级反应，其速率方程为： ][] [A k dt A d =- 推导： （1） 该反应关于反应物A 的动力学方程； （2） 反应的半寿期； （3） 平均寿命。 解：(1) 令初始条件：0=t 时， [A] [A]= 对一级反应速率方程：][] [A k dt A d =- 积分 ?? =-t A A kdt A A d 0][][] [] [ 得反应物A 的动力学方程：kt A A -= ][] [ln
(2) 当 [A] 2 1 [A]=时，21][][2 1ln kt A A -= 则，反应的半寿期为：k k t 6932 .02ln 2 1= = (3) 根据平均寿命的定义：当∞ →t 时，0][→A ， ][][0 ][A A d t A ??-= τ 由动力学方程：kt A A -= ][] [ln ，得： )ex p(][][kt A A -= ，dt kt A k A d )ex p(][][--= 代入平均寿命方程，得：?∞ = -??=0 1)exp(k dt kt t k τ 3、已知反应A + B P 为基元反应，求： （1） 该反应的速率方程； （2） 反应级数； （3） 从速率方程分别推导反应物A 和B 的浓度与时间的关系式。 解：(1) 因为是基元反应，其速率方程为： ]][[] [][][B A k dt P d dt B d dt A d r ==-=- = (2) 反应级数：211=+=n (3) 设 0=t 时， ][][A A =， ][][B B = t t = 时，x A A -= ][][，x B B -= ][][ 则其速率方程可写为： )])([]([x B x A k dt dx --= 积分： ??=--] [][0 )])([]([A A t kdt x B x A dx 得： ) ]([][)]([][ln )][]([1 x B A x A B B A t k ---= ? 把 ][][],[][B B x A A x -=-= 分别代入上式，得：
3-1 在反应体积为3 1m 的间歇操作釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生成丙二醇 32232COHCHOHCH H →+O H COCHCH H 该反应对环氧丙烷为一级，反应温度下的速率常数为0.981 -h ，原料液中环 氧丙烷的浓度为 2.1kmol/3 m ，环氧丙烷的最终转化率为90%。若辅助时间为0.65h ，一天24h 连续生产，试求丙二醇的日产量为多少？ 解 3223 2COHCHOHCH H →+O H COCHCH H ( A ) ( B ) 一级反应 h x k C C k t Af Af A 35.29 .011ln 98.0111ln 1ln 10=-=-== h m h m t t V v /3 1)65.035.2(13 300=+=+= 丙二醇日产量=Af A x C v 0024 = 天/12.159.01.23 124kmol =??? kmol k /g 76M B = 丙二醇日产量天/kg 2.111492.11576Q =?= 3-2一个含有A 和B 液体)/0.04mol c /10.0c (B00 L L mol A ==、 以体积流量2L/min 流入容积V R =10L 的全混流反应器，物料在最佳的条件下进行 反应A →2B+C 。已知由反应器流出的物料中含有A 、B 和C ， L mol c Af /04.0=。试求：在反应器内条件下，A 、B 和C 的反应速率？ 解 空时 min 5min /2100===L L v V R τ
min 5/)04.01.0(00L mol C C r r C C Af A Af Af Af A -= -= =-τ τ min /012.0?=L mol min)/(024.02?==L mol r r Af Bf min)/(012.0?==L mol r r Af Cf 3-3 一个液相反应： A+B →R+S 其中，min)/(71 ?=mol L k ，min)/(32?=mol L k 。 反应是在一个容积为120L 的稳态全混流反应器中进行的，两条加料线，一个保持2.8mol/L 反应物A 的加料浓度，另一个保持1.6mol/L 反应物B 的加料浓度，两条线分别以等体积速率进入反应器，要求指定组分转化率为75%。求每条线的加料流量？假设反应器内密度为常数。 解 S R 1k 2 k +??←+? →?B A 因B 的浓度低，所以为指定组分，两条线混合后两组份的浓度各降一半， 因此，有： %751x 0 0=- =-= B Bf B Bf B Bf c c c c c L mol c Bf /2.0= L mol X C C c Bf B A Af /8.075.08.04.100=?-=-= 因此， S R 1k 2 k +??←+? →?B A 出口 初始 1.4 0.8 0 0 L mol c Af /8.0= 反应掉 0.6 0.6 生成 0.6 0.6 L mol c Bf /2.0=
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） 0306090130180 00.10010.19460.27700.37260.4676 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 0 30 60 90 130 180 1.0023 0.90220.80770.72530.6297 0.5347 0 -0.1052-0.2159-0.3235-0.4648 -0.6283 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： 0 1 2 3 4 6 8 49.3 35.6 25.7518.5 14.0 7.3 4.6 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， 0 1 2 3 4 6 8 4.930 3.560 2.575 1.850 1.4000.7300.460 0 -0.3256-0.6495 -0.9802 -1.2589-1.9100-2.3719 作图 。
第5章 化学动力学基础 一、判断题 1.某反应m r G ?的负值很大，表明反应趋势很大，也反应其反应速率很大。 （ ） 2.化学反应速率通常随时间的增加而减小。 （ ） 3.对一切化学反应来说，如反应物浓度加倍，则反应速率也加倍。（ ） 4.在复杂反应中，反应速率一般决定于其中最慢的步骤。 （ ） 5.反应物浓度对时间作图得一直线，是一级反应的特征。 （ ） 6.二级反应的特征是其半衰期为常数。 （ ） 7.温度升高使反应加速的主要原因是在较高温度下，速率常数变大。（ ） 8.反应活化能E a 的大小，与正、逆反应的标准热效应的大小有关。（ ） 二、选择题 1. 下述两个反应的速率系数分别为 ) g (H PO H OH PO H 23222+→+- --；k A =3.21224min mol L 10---??? )g (O 2/1NO 2)g (O N 2252+→；k B =715min 10--? 下列叙述中正确的是（ ） ①初始浓度都相同时，反应速率v A ＞v B ②c (-22PO H )和c (-OH )等于1/5c (N 2O 5)时，反应速率v A ≈v B ③两反应的反应物浓度都是11L mol -?时v A ＞v B ④两反应的反应物浓度都是11L mol -?时v A ＜v B 2. 关于速率常数的下述说法中正确的是（ ） ①k 值较大的反应，反应速率必定较大； ②一般说，一个反应的温度越高，其k 值越大； ③一个反应k 值的大小主要取决于反应物本性； ④一个反应的反应物浓度越大，其k 值越大； 3. 反应A+B →C ，速率方程为v=kc (A)c (B)。当A,B 的起始浓度都 是0.201L mol -?时，反应速率为8410-?11s L mol --??，如A,B 的起始浓度为0.601L mol -?时，其反应速率(11s L mol --??)将是（ ） ①8410-? ②1.6310-? ③2.4310-? ④7.2310-? 4. 某一级反应半衰期为100s ，这意味着（ ） ①反应在200s 内结束； ②反应物浓度200s 时为100s 时的一半 ③每一100s 反应物消耗量相同；④反应开始进行了100s 5. 在的反应A+B →C+D 中，0r m H θ ?<，一般说升高温度（ ） ①只能逆反应速率增大 ②只增加正反应速率 ③对正、逆反应速率均无影响 ④正、逆反应速率均增大 6. 为在较短时间内达到化学平衡，对大多数气相反应来说，宜采用 的措施是（ ） ①减小生成物的浓度；②增加温度和压力 ③使用催化剂 ； ④降低温度和减小反应物的压力 7. 反应A+B →C+D ，r m H θ?=251 mol kJ -?，则正反应的活化能E a （ ） ①为-251mol kJ -?；②＞251mol kJ -?；③＜251mol kJ -?；④＝251mol kJ -? 8. 反应A 和反应B ，在25℃时B 的反应速率较快。在相同的浓度 条件下，45℃时A 比B 的反应速率快，这表明A ，B 两反应的活