第二章化学动力学
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第二章 反应动力学基础一、填空题1. 生成主产物的反应称为 主反应 ,其它的均为 副反应 。
2. 化学反应的总级数为n ,如用浓度表示的速率常数为C K ,用逸度表示的速率常数f K ,则C K =n f K 。
3. 化学反应的总级数为n ,如用浓度表示的速率常数为C K ,用气体摩尔分率表示的速率常数y K ,则C K = np RT ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ y K 。
4. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-,用浓度表示的速率常数为C K ,假定符合理想气体状态方程,如用压力表示的速率常数P K ,则C K =____)()(βα+RT ___P K 。
5. 反应A + B → C ,已知115.0-=s k ,则反应级数n= 1 。
6. 反应3A → P ,已知s l mol k ⋅=/15.0,则反应级数n=___0____。
7. 活化能的大小直接反映了 反应速率 对温度的敏感程度。
8. 对于一非恒容均相化学反应B A B A αα⇔,反应组分A 的化学反应速率=-A r Vdt dn r A A -=- 。
(V d t dn r A A -=-、 Vdt dn r B A -=-、dt dC r A A -=-、dt dC r BA -=-) 9. 气相反应A +B → 3P + S 进料时无惰性气体,A 与B 以1∶1摩尔比进料,则膨胀因子A δ=____2___。
10. 气相反应3A + B → P + S 进料时无惰性气体,A 与B 以2∶1摩尔比进料,则膨胀因子A δ=___-2/3____11. 在一间歇恒容反应器中进行如下平行反应12k k A P A S−−→−−→,P 为目的产物,已知0A c 的单位为[]/mol L ,1k 的单位为1s -⎡⎤⎣⎦,2k 的单位为[]/L mol s ⋅,活化能12E E >。
则R A =)(221A A C k C k +- 。
化学动力学的计算方法及其在现代化学中的应用第一章:引言化学动力学是研究化学反应速率和反应机制的学科,具有重要的理论和实践意义。
随着计算机技术的快速发展,计算方法在化学动力学研究中扮演着重要角色。
本文将着重介绍化学动力学的计算方法,并探讨其在现代化学中的应用。
第二章:基本概念化学动力学研究的基本概念包括反应速率、反应动力学和反应机制。
反应速率是指单位时间内反应物浓度(或产品浓度)的变化量。
反应动力学研究的是反应速率与反应物浓度之间的关系。
反应机制则描述了化学反应经历的一系列中间态和过渡态。
第三章:计算方法化学动力学的计算方法主要包括准经验公式、分子动力学模拟、量子化学计算和动力学模拟。
准经验公式是基于实验数据拟合得到的经验公式,可以用来估计反应速率常数。
分子动力学模拟通过模拟反应物分子的运动轨迹来研究反应动力学。
量子化学计算则是运用量子力学理论和计算方法来研究化学反应机理和反应速率常数。
动力学模拟则是通过数值模拟方法研究化学反应的速率和机理。
第四章:准经验公式准经验公式是化学动力学中常用的计算方法之一。
它基于实验数据,通过对反应物浓度和温度的函数关系进行曲线拟合,获得反应速率常数表达式。
准经验公式的优点是简单直观,但缺点是对实验数据的要求较高。
需要大量准确的实验数据作为基础进行拟合。
第五章:分子动力学模拟分子动力学模拟是一种通过数值模拟反应物分子的运动轨迹来研究反应动力学的方法。
它基于牛顿运动定律和分子力学原理,通过求解分子的牛顿运动方程,模拟反应物分子在不同温度和压力下的运动轨迹,进而计算反应速率常数。
分子动力学模拟的优点是可以对复杂体系进行研究,但缺点是计算量较大,需要较高的计算资源。
第六章:量子化学计算量子化学计算是一种基于量子力学理论和计算方法进行化学反应计算的方法。
通过量子化学计算软件,可以计算分子间的相互作用势能曲线和反应势垒,从而获得反应速率常数。
量子化学计算的优点是可以提供较精确的结果,但缺点是对计算方法和基组的选择要求较高。
第二章化学动力学三复习题和习题解答3.1 宏观反应动力学3.1.1判断正误1. 质量作用定律只适用于基元反应。
()2. 对于平行反应,其产物浓度之比等于速率常数之比。
()3. 一般来说,活化能较大的反应对温度更敏感。
()4. 确定动力学速率方程的关键是确定反应级数。
()5. 确定反应级数的常用方法有积分法和微分法。
()6. 利用尝试法确定反应级数只适用于简单级数的反应。
()7.阿伦尼乌斯方程仅适用于基元反应。
()8. 化学反应的摩尔恒容反应热与正向反应和逆向反应的活化能有一定关系。
()9. 基元反应的分子数是个微观的概念。
()10.化学反应的反应级数与反应分子数是一回事。
()11. 化学反应的反应级数只能是正整数。
()12. 在工业上,放热的对行反应存在一个最佳反应温度。
()13. 对于酶催化反应,通常作用条件较温和。
()14. 不同级数反应的速率常数,其量纲是不一样。
()15. 不能只利用速率常数的量纲来判断反应级数。
()16. 不同级数反应的半衰期与浓度的关系是不一样的。
()17. 若某反应的半衰期与浓度无关,则该反应为零级反应。
()18. 在一级、二级和三级反应速率方程中,浓度与时间的直线关系是不同的。
()19. 化学反应动力学主要研究反应的速率与机理问题。
()20. 通常用瞬时速率表示反应速率。
()答案除7,10,11,15,17错外,其余都正确。
3.1. 2 选择题1. 基元反应的分子数是个微观的概念,其值()(a)可为0、l、2、3 (b)只能是1、2、3这三个正整数(c)也可是小于1的数值(d)可正,可负,可为零2. 化学反应的反应级数是个宏观的概念、实验的结果,其值()(a)只能是正整数(b)一定是大于1的正整数(c)可以是任意值(d)一定是小于1的负数3. 已知某反应的级数是一级,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)上述都不对4. 基元反应2A→B,为双分子反应,此反应的级数()(a)可能小于2 (b)必然为1(c)可能大于2 (d)必然为25. 某反应速率常数单位是mol·l-1·s-1,该反应级数为()(a)3级 (b)2级(c)1级 (d)0级6. 某反应物反应了3/4所需时间是反应了1/2所需时间的2倍,则该反应级数为()(a) 0级 (b) 1级(c) 2级 (d) 3级7. 某反应在指定温度下,速率常数是k=4.62×10-2min-1,反应物的初始浓度为0.1mol·l-1,则该反应的半衰期为()(a) 15min (b) 30min(c) 150min (d) 不能求解8. 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初始浓度的关系是()38(a) 成正比(b) 成反比(c) 平方成反比(d) 无关9. 一个反应的活化能为83.68kJ/mol,在室温27℃时,温度每升高1K,反应速率常数增加的百分数()(a) 4% (b) 90%(c) 11% (d) 50%10. 反应A + B→C + D 的速率方程r = k[A ][B ],则反应(a) 是二分子反应(b) 是二级反应,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11. 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) 基元反应的反应级数一定是正整数(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12. 下列有关反应级数的说法中,正确的是()(a) 反应级数只能是大于零的数(b) 具有简单级数的反应都是基元反应(c) 反应级数等于反应分子数(d) 反应级数不一定是正整数,如果反应物A的初始浓度减少一半,A的半衰期增大1倍,则该反13. 对于反应A P应为()(a) 零级反应(b) 一级反应(c) 二级反应(d) 三级反应14. 某反应,无论反应物初始浓度为多少,在相同时间和温度时,反应物消耗的浓度为定值,此反应是()(a)负级数反应(b)一级反应(c) 零级反应(d) 二级反应15. 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()3940 (a ) 零级 (b ) 一级反应(c ) 二级反应 (d ) 三级反应16. 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 ) 零级反应 (b ) 一级反应 (c ) 二级反应 (d ) 三级反应17. 某气相化学反应用浓度表示的速率系数c k 和用压力表示的速率系数p k 相等,该反应的半衰期( )(a ) 与初始浓度无关 (b ) 与初始浓度成正比 (c ) 与初始浓度成反比 (d ) 与反应温度无关 18. 动力学研究中,任意给定的化学反应 A + B → 2D ,是( ) (a ) 表明为二级反应 (b ) 表明是双分子反应 (c ) 表示了反应的计量关系 (d ) 表明为基元反应19. 某个反应,其正反应活化能为逆反应活化能的 2 倍,反应时吸热120 kJ·mol -1,则正反应的活化能为( )(a ) 120 kJ·mol -1 (b ) 240 kJ·mol -1(c ) 360 kJ·mol -1 (d ) 60 kJ·mol -120. 对于平行反应,各反应的活化能不同,以下措施不能改变主、副产物比例的是 (a ) 提高反应温度 (b ) 延长反应时间 (c ) 加入适当的催化剂 (d ) 降低反应温度答案1 b 2 c 3 a 4 d 5 d 6 b 7 a 8 a 9 c 10 b11 d 12 d 13 c 14 c 15 b 16 b 17 a 18 c 19 b 20b3.1.3 填空题1. 质量作用定律只适于________________反应。