第十章动力学(1)复习题及答案
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第十章化学动力学基础(一)物化试卷(一)1. 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)2. 如果反应 2A + B = 2D 的速率可表示为: r = -1/2 dc(A)/dt = - dc(B)/dt = 1/2dc(D)/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. 某反应进行完全所需时间是有限的,且等于 c0/k,则该反应是:(A) 一级反应(B) 二级反应(C) 零级反应(D) 三级反应4. 某反应 A → B,反应物消耗 3/4 所需时间是其半衰期的 5 倍,此反应为:(A) 零级反应(B) 一级反应(C) 二级反应(D) 三级反应5. 某反应无论反应物的起始浓度如何,完成 65% 反应的时间都相同,则反应的级数为:(A) 0 级反应(B) 1 级反应(C) 2 级反应(D) 3 级反应6. 一个反应的活化能是33 kJ/mol, 当 T = 300 K 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%7. 已知某反应的级数为一级,则可确定该反应一定是:(A) 简单反应(B) 单分子反应(C) 复杂反应(D) 上述都有可能8. 1-1 级对峙反应由纯 A 开始反应,当进行到 A 和 B 浓度相等的时间为: (正、逆向反应速率常数分别为 k1 ,k2)(A) t = ln(k1/k2)(B) t =1/(k1-k2)×ln(k1/k2)(C) t = 1/(k1+k2)×ln[2k1/(k1-k2)](D) t= 1/(k1+k2)×ln[k1/(k1-k2)]9. 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) 延长反应时间(C) 加入适当催化剂(D) 降低反应温度10. 化学反应速率常数的 Arrhenius 关系式能成立的范围是:(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11. 饱和分子间反应活化能一般都是:(A) 比较小(B) 167kJ/mol 以上(C) 不需要活化能(D) 400kJ/mol 以上12. 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13. 反应2A → P 为二级反应,其半衰期:(A) 与无关(B) 与成正比(C) 与成反比(D) 与[A]成反比为反应物 A 的起始浓度。
理论力学11章作业题解11-3 已知均质圆盘的质量为m ,半径为R ,在图示位置时对O 1点的动量矩分别为多大?图中O 1C=l 。
解 (a) 21l m l mv L c O w == ,逆时针转动。
(b) w w 2210||1mR J L v m r L c c c O =+=+´=rr ,逆时针转动。
(c ) )2(2221222121l R m ml mR ml J J c O +=+=+=w w )2(222111l R m J L O O +==,逆时针转动。
(d)ww mR R l mv R l R v mR l mv J l mv L v m r L c c c c c c c O )5.0()5.0(/||2211-=-=-=-=+´= r r,顺时针转动解毕。
v cv cv c11-5 均质杆AB 长l 、重为G 1,B 端刚连一重G 2的小球,弹簧系数为k ,使杆在水平位置保持平衡。
设给小球B 一微小初位移0d 后无初速度释放,试求AB 杆的运动规律。
解 以平衡位置(水平)为0=j ,顺时针转为正。
平衡时弹簧受力为:)5.0(312G G F s +=弹簧初始变形量:k G G k F s st /)5.0(3/12+==d在j 角时弹簧的拉力为(小位移):3/)5.0(3)3/(12l k G G l k F st s j j d ++=+=¢系统对A 点的动量矩:j j j&&&221233l gG G l l g G J L A A +=×+= 对点的动量矩定理)(/å=Ei A A F M dt dL r :j j 93/5.033221221kl l F lG lG l g G G s -=¢-+=+&& 0)3(321=++j jG G gk &&,令)3(3212G G gkp +=则有02=+j jp &&,其解为: )cos()sin(pt B pt A +=j由初始条件0| ,/|000====t t l jd j &得l B A / ,00d ==。
动力学1A 一、选择题 1. 连串反应 Ak 1Bk 2C 其中 k 1= 0.1 min -1, k 2= 0.2 min -1,假定反应开始时只有 A ,且浓度为 1 mol ·dm -3 ,则 B 浓度达最大的时间为: ( )(A) 0.3 min (B) 5.0 min (C) 6.93 min (D) ∞ 2. 平行反应 Ak 1B (1); Ak 2D (2),其反应 (1) 和(2) 的指前因子相同而活化能不同,E 1为 120 kJ ·mol -1,E 2为 80 kJ ·mol -1,则当在 1000K 进行时,两个反应速率常数的比是: ( )(A) k 1/k 2= 8.138×10-3 (B) k 1/k 2= 1.228×102(C) k 1/k 2= 1.55×10-5 (D) k 1/k 2= 6.47×104 3. 如果臭氧 (O 3) 分解反应 2O 3→ 3O 2的反应机理是: O 3→ O + O 2 (1) O + O 3→ 2O 2 (2) 请你指出这个反应对 O 3而言可能是: ( )(A) 0 级反应 (B) 1 级反应 (C) 2 级反应 (D) 1.5 级反应4. 化学反应速率常数的 Arrhenius 关系式能成立的范围是: ( ) (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5. 如果反应 2A + B = 2D 的速率可表示为:r = -12d c A /d t = - d c B /d t = 12d c D /d t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 (A) kp H 23 p N 2 (B) kp H 22p N 2(C) kpH2pN2(D) kpH2pN227. 在反应 A k1Bk2C,Ak3D 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8. [X]0 [Y][Z] 增加 0.0050 mol·dm-3所需的时间/ s0.10 mol·dm-3 0.10 mol·dm-3 720.20 mol·dm-3 0.10 mol·dm-3 180.20 mol·dm-3 0.05 mol·dm-3 36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9. 一级反应,反应物反应掉 1/n所需要的时间是: ( )(A) -0.6932/k (B) (2.303/k) lg[n/(n-1)](C) (2.303/k) lg n (D) (2.303/k) lg(1/n)10. 关于反应速率理论中概率因子P的有关描述,不正确的是: ( )(A) P与∆≠S m有关(B) P体现空间位置对反应速率的影响(C) P与反应物分子间相对碰撞能有关(D) P值大多数<1,但也有>1的二、填空题12. 60Co广泛用于癌症治疗, 其半衰期为5.26 a (年), 则其蜕变速率常数为:_________________, 某医院购得该同位素20 mg, 10 a后剩余 ______________mg。
第十章化学动力学选择题1. 涉及化学动力学的以下说法中不正确的是(A) 一个反应的反应趋势大,其速率却不一定快(B) 一个实际进行的反应, 它一定同时满足热力学条件和动力学条件(C) 化学动力学不研究能量的传递或变化问题(D)快速进行的化学反应, 其反应趋势不一定大答案:C2. 关于化学反应速率的各种表述中不正确的是(A) 反应速率与系统的大小无关而与浓度的大小有关(B) 反应速率与系统中各物质浓度标度的选择有关(C) 反应速率可为正值也可为负值(D) 反应速率与反应方程式写法无关答案:C3. 用化学方法测定反应速率的主要困难是(A) 很难同时测定各物质浓度(B) 不能使反应在指定的时刻完全停止(C) 不易控制温度(D) 混合物很难分离答案:B4. 关于反应级数的各种说法中正确的是(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) 反应总级数一定大于对任一反应物级数(D) 反应级数都可通过实验来确定答案:D5. 关于反应分子数的不正确说法是(A) 反应分子数是个理论数值(B) 反应分子数一定是正整数(C) 反应分子数等于反应式中的化学计量数之和(D) 现在只发现单分子反应、双分子反应、三分子反应答案:C6. 关于对行反应的描述不正确的是(A) 一切化学变化都是可逆反应, 不能进行到底(B) 对行反应中正逆反应的级数一定相同(C) 对行反应无论是否达到平衡, 其正逆反应的速率常数之比为定值(D) 对行反应达到平衡时, 正逆反应速率相同答案:B7. 下述结论对平行反应不适合的是(A) 总反应速率等于同时进行的各个反应速率之和(B) 总反应速率常数等于同时进行的各个反应速率常数之和(C) 各产物的浓度之积等于相应反应的速率常数之积(D) 各反应产物的生成速率之比等于相应产物的浓度之比答案:C8. 利用活化能和温度对反应速率的影响关系能控制某些复杂反应的速率, 即所谓活化控制。
下面的反应中都可进行活化控制的是(A) 平行反应和连串反应(B) 可逆反应和链反应(C) 可逆反应和连串反应(D) 连串反应和链反应答案:A10. 和阿累尼乌斯理论相比, 碰撞理论有较大的进步, 但以下的叙述中有一点是不正确的, 即(A) 能说明质量作用定律只适用于基元反应(B) 引入几率因子, 说明有效碰撞数小于计算值的原因(C) 可从理论上计算速率常数和活化能(D) 证明活化能与温度有关答案:C11. 绝对反应速率理论的假设不包括(A) 反应物分子在碰撞时相互作用的势能是分子间相对位置的函数(B) 反应物分子与活化络合物分子之间存在着化学平衡(C) 活化络合物的分解是快速步骤(D) 反应物分子的相对碰撞动能达到或超过某个值时才发生反应答案:D12. 按照绝对反应速度理论,实际的反应过程非常复杂,涉及的问题很多,与其有关的下列说法中正确的是(A) 反应分子组实际经历的途径中每个状态的能量都是最低的(B) 势能垒就是活化络合物分子在马鞍点的能量与反应物分子的平均能量之差(C) 反应分子组到达马鞍点之后也可能返回始态(D) 活化络合物分子在马鞍点的能量最高答案:C13. 光化反应与黑暗反应的相同之处在于(A) 反应都需要活化能(B) 温度系数小(C) 反应都向ΔG(恒温恒压,W'=0时)减小的方向进行(D) 平衡常数可用通常的热力学函数计算答案:A14. 与光化学基本定律有关的说法中正确的是(A) 凡是被物质吸收了的光都能引起光化反应(B) 光化反应所得到的产物数量与被吸收的光能的量成正比(C) 在光化反应中, 吸收的光子数等于被活化的反应物微粒数(D) 在其它条件不变时, 吸收系数越大, 透过溶夷光强度也越大答案:C15. 化学动力学是物理化学的重要分支, 它主要研究反应的速率和机理。
第十章(附录)常用MATLAB电算编程10.1 连杆机构的电算程序10.1.1 如图10.1所示是一铰链四杆机构,试按以下给定的两连架杆对应位置用解析法编写设计四杆机构的程序:1)对应主动构件转角f的三个位置f1、f2、f3,满足从动件转角的三个对应位置p1、p2、p3 2)对应主动构件转角f的三个位置f1、f2、f3、f4、f5,满足从动件转角的三个对应位置p1、p2、p3、p4、p5图10.1连杆设计(1)图10.2 连杆设计(2)10.1.2 若已知图10.2机构的最大传动角δmax和最小传动角δmin以及尺寸a,d,试编制电算程序求b,c10.1.3 若已知图10.2机构的极位夹角f和曲柄长a以及摇杆的摆角p和长度c,试编制电算程序求连杆长b和机架长d10.1.4 若已知图10.1机构中连杆在三个位置与X轴方向的夹角和连杆上一点m的三个位置坐标,并且已知固定转动副A,D的坐标,试编制电算程序求连杆上B,C点的一组坐标,从而设计出该机构。
10.2 凸轮机构的电算程序10.2.1图10.3是滚子直动从动件盘形凸轮在工作中的一个位置,试根据此图编制电算程序求出凸轮轮廓。
图10.3 滚子直动从动件盘形凸轮13413510.2.2 试编制求凸轮最大压力角的程序 10.3齿轮范成实验演示程序10.3.1编制一个加工齿轮的范成实验演示程序第10章 常用MATLAB 电算编程题解答与分析 10.1 连杆机构的电算程序 10.1.1 解:1)根据教材中的推导,令 ac b d c a R 222221-++=c d R =2 a d R =3 得:)]()cos[()cos()cos(0003021p f p f p p R f f R R -+-=+++- (10-1) 把对应位置的已知条件代入以上算式解方程组即可。
为方便起见取f 0=p 0=0以方便编程。
function linkage3(d,f1,p1,f2,p2,f3,p3) f1=f1*pi/180; f2=f2*pi/180; f3=f3*pi/180; p1=p1*pi/180; p2=p2*pi/180; p3=p3*pi/180;fc='r1-r2*cos(f)+r3*cos(p)=cos(f-p)'; s1=subs(fc,'f',f1); s1=subs(s1,'p',p1); s1=vpa(s1);s2=subs(fc,'f',f2); s2=subs(s2,'p',p2); s2=vpa(s2);s3=subs(fc,'f',f3); s3=subs(s3,'p',p3); s3=vpa(s3);[r1,r2,r3]=solve(s1,s2,s3,'r1','r2','r3'); a=d/(r3) c=d/(r2)b=sqrt(a^2+c^2+d^2-2*a*c*r1)例如:若已知图10.1中d=50,a 杆转角f 为45o 、90o 、135o 对应c 杆转角p 为52o 、82o 、112o可调用:>> linkage3(50,45,52,90,82,135,112) a =27.629285658965426760636076548711 c =41.110355468665232376141549605063 b =57.2362894665213494750616056630382)对于5个位置要求的情况,在程序中我们设定:对应图10.1,已知d ,对应主动件a 的转角f1、f2、f3、f4、f5,从动件有转角p1、p2、p3、p4、p5。
第十章化学动力学基础(一)物化试卷(一)1. 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)2. 如果反应 2A + B = 2D 的速率可表示为: r = -1/2 dc(A)/dt = - dc(B)/dt = 1/2dc(D)/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. 某反应进行完全所需时间是有限的,且等于c0/k,则该反应是:(A) 一级反应(B) 二级反应(C) 零级反应(D) 三级反应4. 某反应A → B,反应物消耗 3/4 所需时间是其半衰期的 5 倍,此反应为:(A) 零级反应(B) 一级反应(C) 二级反应(D) 三级反应5. 某反应无论反应物的起始浓度如何,完成 65% 反应的时间都相同,则反应的级数为:(A) 0 级反应(B) 1 级反应(C) 2 级反应(D) 3 级反应6. 一个反应的活化能是33 kJ/mol, 当 T = 300 K 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%7. 已知某反应的级数为一级,则可确定该反应一定是:(A) 简单反应(B) 单分子反应(C) 复杂反应(D) 上述都有可能8. 1-1 级对峙反应由纯 A 开始反应,当进行到 A 和 B 浓度相等的时间为: (正、逆向反应速率常数分别为 k1 ,k2)(A) t = ln(k1/k2)(B) t =1/(k1-k2)×ln(k1/k2)(C) t = 1/(k1+k2)×ln[2k1/(k1-k2)](D) t= 1/(k1+k2)×ln[k1/(k1-k2)]9. 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) 延长反应时间(C) 加入适当催化剂(D) 降低反应温度10. 化学反应速率常数的 Arrhenius 关系式能成立的范围是:(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11. 饱和分子间反应活化能一般都是:(A) 比较小(B) 167kJ/mol 以上(C) 不需要活化能(D) 400kJ/mol 以上12. 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13. 反应2A → P 为二级反应,其半衰期:(A) 与无关(B) 与成正比(C) 与成反比(D) 与[A]成反比为反应物 A 的起始浓度。
动力学1A 一、选择题 1. 连串反应 Ak 1Bk 2C 其中 k 1= 0.1 min -1, k 2= 0.2 min -1,假定反应开始时只有 A ,且浓度为 1 mol ·dm -3 ,则 B 浓度达最大的时间为: ( )(A) 0.3 min (B) 5.0 min (C) 6.93 min (D) ∞ 2. 平行反应 Ak 1B (1); Ak 2D (2),其反应 (1) 和(2) 的指前因子相同而活化能不同,E 1为 120 kJ ·mol -1,E 2为 80 kJ ·mol -1,则当在 1000K 进行时,两个反应速率常数的比是: ( )(A) k 1/k 2= 8.138×10-3 (B) k 1/k 2= 1.228×102(C) k 1/k 2= 1.55×10-5 (D) k 1/k 2= 6.47×104 3. 如果臭氧 (O 3) 分解反应 2O 3→ 3O 2的反应机理是: O 3→ O + O 2 (1) O + O 3→ 2O 2 (2) 请你指出这个反应对 O 3而言可能是: ( )(A) 0 级反应 (B) 1 级反应 (C) 2 级反应 (D) 1.5 级反应4. 化学反应速率常数的 Arrhenius 关系式能成立的范围是: ( ) (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5. 如果反应 2A + B = 2D 的速率可表示为:r = -12d c A /d t = - d c B /d t = 12d c D /d t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 (A) kp H 23 p N 2 (B) kp H 22p N 2(C) kpH2pN2(D) kpH2pN227. 在反应 A k1Bk2C,Ak3D 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8. [X]0 [Y][Z] 增加 0.0050 mol·dm-3所需的时间/ s0.10 mol·dm-3 0.10 mol·dm-3 720.20 mol·dm-3 0.10 mol·dm-3 180.20 mol·dm-3 0.05 mol·dm-3 36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9. 一级反应,反应物反应掉 1/n所需要的时间是: ( )(A) -0.6932/k (B) (2.303/k) lg[n/(n-1)](C) (2.303/k) lg n (D) (2.303/k) lg(1/n)10. 关于反应速率理论中概率因子P的有关描述,不正确的是: ( )(A) P与∆≠S m有关(B) P体现空间位置对反应速率的影响(C) P与反应物分子间相对碰撞能有关(D) P值大多数<1,但也有>1的二、填空题12. 60Co广泛用于癌症治疗, 其半衰期为5.26 a (年), 则其蜕变速率常数为:_________________, 某医院购得该同位素20 mg, 10 a后剩余 ______________mg。
考研物理化学必备试题第十章----8eb4251d-6eba-11ec-a228-7cb59b590d7d考研物理化学必备试题第十章第十章化学动力学基础(一)一、选择题1.反应AB(I);Ad(II),已知反应I的活化能E1大于反应II的活化能E2。
以下哪项措施不能改变B和D的比率?(a)提高反应温度(b)延长反应时间(c)添加合适的催化剂(d)降低反应温度k1k1k22、均相反应a+bc+d,a+be+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)反应的总级数相等。
3.对于某种反应→ B、消耗3/4反应物所需的时间是其半衰期的5倍。
这种反应是:()(a)零级反应(b)一级反应(c)二级反应(d)三级反应4、某反应的速率常数k=7.7×10-4s-1,又初始浓度为0.1moldm-3,则该反应其半衰期为:()(a)86580s(b)900s(c)1800s(d)13000s5。
对于二次反应,消耗1/3的反应物需要10分钟。
如果再消耗1/3,则进一步的时间为:()(a)10min (b)20min(c)30min(d)40mink2k1k36、在反应abc,ad中,活化能e1>e2>e3,c是所需要从动力学角度来看,为了提高C的收率,反应温度应选择:()(a)较高的反应温度(b)较低的反应温度(C)中等的反应温度(d)任何反应温度7、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,然后:()k2dlnk2(a)dtdt(b)dtdtdlnk2dlnk1dk2dk1??DT(d)DT(c)DT8,基本反应a+B-c的摩尔反应焓→ A-B+C?RHM<0,B-C键的键能为?bc,a为自由基,则反应活化能等于:()(a)0.30?bc(b)0.05?bc(c)0.05?bc+?hm(d)0.05?bc-?hm9、2m→p为二级反应,若m的起始浓度为1moldm-3,反应1h后,m的浓度减少1/2,则反应2h后,m的浓度是:()(a)1/4moldm-3(b)1/3moldm-3? dlnk1dlnk2?Dlnk1(c)1/6moldm-3(d)缺少K值,无法计算。
第十章 动力学(1)复习题及答案1、 某基元反应 P B A k 22−→−+,试分别用各种物质随时间的变化率表示反应的速率方程式。
答:.2B a A c kc dt dc =-22BA B c kc dt dc =- 22B A P c kc dtdc =- 2、如果二级反应的速率常数k 2值为1.0mol -1m 3s -1,若单位用mol -1dm 3s -1 和mol -1dm 3h -1表示,则k 2的数值为若干?答:k 2=1.0mol -1m 3s -1=1.0mol -1*103dm 3s -1=1.0*103mol -1dm 3*(1h/3600)-1=3.6*106mol -1dm 3h -1 3、对一级反应,列式表示,当反应物反应掉1/n 所需时间t 为多少? 答:对一级反应,kt xa a=-ln 当a nx 1=时 A B t=0 a 0 t=t a n a 1-a n1 nkt na a a xa a1ln ln=-=-∴1ln 1111ln 1ln 11-=-=-=n n k nk na a a kt n4、对反应A P ,当反应物反应掉3/4所需时间是它反应掉1/2所需时间的3倍,该反应是几级反应?请用计算式说明。
答: A P t=0 a 0 t=t a-x x假设反应的级数为n ,则反应的速率方程:n x a k dt dx )(-=。
当n=1时:kt xa a=-lnk t 2ln 21=214324ln 14ln 14311ln 143ln 1t k k k a a a k t ===-=-= 根据题意,显然21413t t =不是一级反应,当n≠1时积分{}kt a x a n x a n n n x a an =---=-+--+-+--+-111)(11|)(11 1111111112112)1(1)21()21(1)1(111)21(1)1(11)21()1(11-------+-+---=⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--=⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧---=⎭⎬⎫⎩⎨⎧---=n n n n n n n n n a n k a n k a a a n k a a a n k t 同理:11111114314)1(1)41()41(1)1(11)43(1)1(1---------=--=⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=-=n n n n n n n a n k a n k a a a n k t 根据题意:31212)12)(12(1212121411111)1(2112143=+=--+=--=--=--------n n n n n n n n t t ∴2n-1=2 n-1=1 n=2.为二级反应。
5、试证明一级反应的转化率分别达50%、75%和87.5%,所需时间分别是t 1/2,2t 1/2,3t 1/2。
解:一级反应。
kt x a a=-lnk t 2ln 21=即kt y =-11ln yk t -=11ln 1 当y=50%. kt 2ln 21=当y=75%. 214322ln 24ln 411ln 1%7511ln 1t k k k k t ====-=当y=87.5%. 2ln 138ln 1811ln 1%5.121ln 1%5.8711ln 187kk k k k t ====-=6、若某一反应进行完全所需时间是有限的,且等于c 0/k (c 0为反应物起始浓度),该反应是几级反应?解:对于一级反应反应完全需时间是无限的所以不是一级反应,xa ak t -=ln1 n≠1n x a k dtdx)(-= 积分得:kt a x a n n n =-----)1)(1(1111 当a=x 时,反应完全。
要0)(1=--n x a 时,t 有变化,则必须指数n-1≤0,则n≤1∵n 为1是不正确的设∴n=0,则x=kt 反应完全x=a=c 0;t=x/k=c 0/k 故反应为0级反应。
7、某总反应速率常数k 与各基元反应速率常数的关系为k=k 2(k 1/2k 4)1/2,该反应的表观活化能和指前因子与各级基元的活化能和指前因子的关系如何?答:RTEa Ea Ea RTEa RTEa RTEa eA AA eA eA eA k kk k 2221421122141221412412412)2()2()2(-+----===∴Ea=Ea 2+21Ea 1-21Ea 48、若某反应的反应热ΔrHm 为100KJ·mol -1,则该正反应的活化能Ea 的数值将大于、等于还是小于100KJ·mol -1,或是不能确定?如果Δr Hm 为-100KJ·mol -1,则Ea 的数值又将如何? 答:当ΔrHm=100KJ·mol -1时,是在等压条件下,说明吸热。
(对基元反应)显然ΔrHm=E 正-E 逆=100KJ·mol -1 ∵E 逆≥0 ∴E 正≥100KJ·mol -1当ΔrHm=-100KJ·mol -1时,说明放热∵ΔrHm=E 正-E 逆E 正=-100KJ·mol -1+ E 逆 则正反应的Ea 不能确定它是大于、等于或小于|ΔrHm|。
9、反应CH 3CHO=CH 4+CO 其Ea 值为190 KJ·mol -1,当加入I 2(g )(催化剂)以后,活化能Ea 降为136 KJ·mol -1,设加入催化剂前后指数前因子A 值保持不变,则在773K 时,加入I 2(g )后反应速率常数k′是原来k 值的多少倍?(即求k′/k 值。
)答:4.8773*314.810)*136190(10*19010*136'333≈==---e Ae Aek k RTRT10、根据范霍夫规则,4~210=+TT k k,在298K~308K 间,服从此规律的化学反应之活化能Ea 的范围为多少?答:a a a a a E E T T k E RTET R E TT e e e Ae Ae k k 510*31.1)29813801(314.8)1101()10(10-====---+--+-+ 当210≈+TT k k时,.2510*31.1=-a E e 1.31*10-5Ea=ln2=0.693 Ea=5.29*104J•mol -1=52.9kJ•mol -1当410=+TT k k 时,1.31*15-5Ea=ln4=1.3863 Ea=1.058*105 J•mol -1=105.8KJ•mol -1 活化能范围5.29*104~10.58*104 J•mol -1之间。
即53~105.8 KJ•mol -1之间11、在TK 时,有一气相一级反应A (g ) → 2B (g ) + C (g )在恒温恒容下进行,设反应开始时它们的分压分别为000C B A p p p 、、,总压为P 0,在t 时刻和t=∞时总压分别为p t 和p ∞,试推证tp p p p t k --=∞∞0ln 1。
答:A (g ) → 2B (g ) + C (g )t=0. 0A P 0B P 0C P0000C B A P P P P ++=t=t P P A -0 P P B 20+ P P C +0 P P P P P P P C B A t 220000+=+++=t→∞ 0 002A B P P + 00A C P P + 00000022A A A C B P P P P P P P +=+++=∞20P P P t -=, 200P P P A -=∞, 一级反应:A A kP dtdP r =-=积分:t k PP P p A A=-00ln ,把200P P P A -=∞, 20P P P t -=代入。
kt P P P P P P P P P P tt =--=----∞∞∞∞0000ln 222ln ,t P P P P t k --=∞∞0ln 1。
11、 链反应与非链反应最主要的差别是什么?支链反应中三种爆炸极限产生的原因有何不同? 答:链反应与非链反应的差别在于链反应化进行过程中产生了自由基,它使链反应能够继续。
第一爆炸极限,在压力很低时进行。
这时体系中自由基很容易扩散到容器壁上销毁自由基,容器销毁速率大于自由基生成速率时,因此减少了链传递,使反应不会进行的很快。
第二爆炸极限,是在压力较高的情况下产生的。
这时由于体系内部浓度很大,发生自由基与自由基和分子的三分子碰撞而使自由基消失。
当三分子销毁速率大于自由基生成速率时,使链传递速率减慢,而不发生爆炸。
第三爆炸极限是热爆炸,它是一个放热反应,在无法散热的情况下进行。
反应热使反应体系温度猛烈上升。
温度又使反应速度猛烈上升,这样恶性循环发生爆炸。