第三章化学动力学基础课后习题参考答案

《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 → Pt = 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 ][][1000000x 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 00000][][ln ][][ln ∆+=-- （1）-（3）得：P 0 – P ∞= [A]0(λA +λB ) , 即：00A ][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 ∞--= 0000000000][][][][ln ][][ln A P P P P A A P P P P B x A x B t t ∞∞------=-- 000000000000][][][][][][][][ln A P A P P A P A P A P A P B P B t t +--+--=∞∞ )(][][][][][)][]([ln00000000∞∞∞∞-+-+--=P P A P A P A P A P B P A B t t)(][)(][))(][]([ln 00000∞∞∞--+--=P P A P P A P P A B t t ))(][)(1ln(000∞∞--∆+=P P A P P t 故： kt A B P P A P P t 000000][][ln ))(][)(1ln(∆+=--∆+∞∞ 2、反应Np 3+ + Fe 3+ → Np 4+ + Fe 2+。

第三章化学动力学(总15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第三章 化学动力学3-1．在1 100 K 时，3NH (g)在金属钨丝上发生分解。

实验测定，在不同的3NH (g)的初始压力0p 下所对应的半衰期12t ，获得下列数据 0/Pa p ×104 ×104 ×104 12/min t 试用计算的方法，计算该反应的级数和速率系数。

解： 根据实验数据，反应物3NH (g)的初始压力不断下降，相应的半衰期也不断下降，说明半衰期与反应物的起始浓度（或压力）成正比，这是零级反应的特征，所以基本可以确定是零级反应。

用半衰期法来求反应的级数，根据半衰期法的计算公式12121,121,2n t a t a -⎛⎫= ⎪⎝⎭即 ()12,112,221ln /1ln(/)t t n a a =+把实验数据分别代入，计算得()()12,112,2440,20,1ln /ln 7.6/3.7110ln(/)ln(1.710/3.510)t t n p p --=+=+≈⨯⨯ 同理，用后面两个实验数据计算，得 ()ln 3.7/1.710ln(0.75/1.7)n =+≈所以，该反应为零级反应。

利用零级反应的积分式，计算速率系数。

正规的计算方法应该是分别用3组实验数据，计算得3个速率系数，然后取平均值。

这里只列出用第一组实验数据计算的结果，即010022p at k k == 4310012 3.510Pa 2.310 Pa min 227.6 minp k t -⨯===⨯⋅⨯3-2．某人工放射性元素，能放出α粒子，其半衰期为15 min 。

若该试样有80%被分解，计算所需的时间解：放射性元素的蜕变，符合一级反应的特征。

对于一级反应，已知半衰期的数值，就能得到速率系数的值，因为一级反应的半衰期是与反应物浓度无关的常数。

然后再根据一级反应的定积分式，计算分解80%所需的时间。

第三章化学动力学基础一、判断题（每题1分，共10分）1. 溶液中，反应物A在t1时的浓度为c1，t2时的浓度为c2，则可以由(c1－c2)/(t1-t2)计算反应速率，当△t→0时，则为平均速率。

（）2. 反应2A+2B→C，其速率方程式r = kc(A)[c(B)]2，则反应级数为3。

（）3. 化学反应3A(aq)+B(aq)→2C(aq)，当其速率方程式中各物质浓度均为1.0 mol∙L--1时，其反应速率系数在数值上等于其反应速率。

（）4. 对零级反应来说，反应速率与反应物浓度无关。

（）5. 反应aA(aq)+bB(aq)→gG(aq)的反应速率方程式为r = k[c(A)]a[c(B)]b，则此反应一定是一步完成的简单反应。

（）6. 可根据反应速率系数的单位来确定反应级数。

若k的单位是mol1-n∙L n-1∙s-1，则反应级数为n。

（）7. 对不同化学反应来说，活化能越大者，活化分子分数越多。

（）8. 通常升高同样温度，E a较大的反应速率增大倍数较多。

（）9. 一般温度升高，化学反应速率加快。

如果活化能越大，则反应速率受温度的影响也越大。

（）10. 催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应。

（）二、填空题（每空2分，共40分）1. 元反应A+B→C的反应速率方程式r =________________，其反应级数为_______。

2. 质量作用定律仅适用于________反应；反应速率系数k的单位与元反应方程式中的_____________有关。

3. 某反应的反应速率系数单位为：mol∙L-1·s-1，则该反应的反应级数为________.4. 某反应A→B+C，当A的浓度为0.20 mol·L-1时，反应速率是0.0050 mol∙L-1∙s-1，若是零级反应，反应速率系数为____________，若是一级反应，反应速率系数为_______________。

第一部分：1．对元反应A+2B→C，若将其反应速率方程写为下列形式， 则k A 、k B 、k C 间的关系应为：( )A k A = kB = kC B k A =2 k B = k C C k A =1/2 k B = k C [解]C ，反应速率之比r A ：r B ：r C =1:2:1，k A ：k B ：k C=1:2:12．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 [解]C ，一级反应积分速率方程C A ，0-C A =kt ，反应物浓度的消耗C A ，0-C A 就是与k 和t 有关，k 和温度有关，当温度和时间相同时，反应物浓度的消耗是定值。

3．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 [解]D ，4．某反应，A→Y，其速率系数k A =6.93min -1，则该反应物A 的浓度从1.0mol ×dm -3变到0.5 mol ×dm -3所需时间是( )A 0.2minB 0.1minC 1min[解]B ，从速率系数的单位判断是一级反应，代入积分速率方程,0lnA AC kt C =，1ln6.930.5t =，t=0.1min 。

5．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[解]A ，半衰期与浓度成正比，所以是零级反应。

6．某化学反应的速率常数为2.0mol ·l -1·s -1，该化学反应的级数为 A.1 B.2 C.0 D.-1 [解]C ，从速率常数的单位判断是零级反应。

7．放射性Pb 201的半衰期为8小时，1克放射性Pb 201经24小时衰变后还剩 A.1/3g B.1/4g C.1/8g D.0gBA B B d d c c k t c =-B A C C d d c c k t c =B A A A d d c c k t c =-[解]C ，放射性元素的衰变是一级反应，通过半衰期公式12ln 2t k =，ln 28k =，再代入一级反应积分速率方程，,0lnA AC ktC =，起始浓度为1g ，1ln 2n*248A C =，18A C g =。

化学动力学习题答案化学动力学习题答案化学动力学是研究化学反应速率的科学，它揭示了反应速率与反应物浓度、温度、催化剂等因素之间的关系。

在学习化学动力学的过程中，我们经常会遇到一些练习题，下面我将给出一些常见的化学动力学习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握这一领域的知识。

1. 问题：已知反应A → B的速率方程为v = k[A]，求当反应物A的浓度为0.1mol/L时，反应速率为多少？答案：根据速率方程v = k[A]，将浓度[A]代入可得v = k × 0.1 = 0.1k。

所以当[A]为0.1mol/L时，反应速率为0.1k。

2. 问题：已知反应2A + B → C的速率方程为v = k[A]^2[B]，求当反应物A的浓度为0.2mol/L，反应物B的浓度为0.3mol/L时，反应速率为多少？答案：根据速率方程v = k[A]^2[B]，将浓度[A]和[B]代入可得v = k × (0.2)^2 × 0.3 = 0.012k。

所以当[A]为0.2mol/L，[B]为0.3mol/L时，反应速率为0.012k。

3. 问题：已知反应A → B的速率方程为v = k[A]，当反应物A的浓度为0.1mol/L时，反应速率为0.05mol/L·s。

求速率常数k的值是多少？答案：根据速率方程v = k[A]，将浓度[A]和反应速率v代入可得0.05 = k × 0.1，解得k = 0.5mol/L·s。

4. 问题：已知反应2A + B → C的速率方程为v = k[A]^2[B]，当反应物A的浓度为0.2mol/L，反应物B的浓度为0.3mol/L时，反应速率为0.024mol/L·s。

求速率常数k的值是多少？答案：根据速率方程v = k[A]^2[B]，将浓度[A]、[B]和反应速率v代入可得0.024 = k × (0.2)^2 × 0.3，解得k ≈ 0.8mol/L·s。

习 题 答 案第一章 绪论1、求0.010kgNaOH 、0.100kg （21Ca 2+）、0.10kg （21Na 2CO 3）的物质的量。

解：（1）m (NaOH) = 0.010kg M (NaOH) = 40g ·mol -1n (NaOH) =4010= 0.25 (mol) （2）m (21Ca 2+) = 0.100kg M (21Ca 2+) = 40g ·mol -1 n (21Ca 2+) =20100= 5.0(mol) （3）m (21Na 2CO 3) = 0.10kg M (21Na 2CO 3) = 53g ·mol -1 n (Na 2CO 3) =53100= 1.89 (mol) 2、下列数值各有几位有效数字？（1）1.026 4位 （2）0.0208 3位 （3）0.003 1位（4）23.40 4位 （5）3000 无数位 （6）1.0×10-3 2位 3、应用有效数字计算规则，计算下列各式：（1）21.10 - 0.263 + 2.3 = 23.1 （2）3.20×23.45×8.912 = 667（3）31026.117.2322.3⨯⨯= 5.93×10-3（4）=⨯⨯⨯-15.2325.21032.44.52 4.6×10-2 4、(1) 以H 2SO 4为基本单元，M(H 2SO 4)=98g/mol ； (2) 以HSO 4-为基本单元，M(HSO 4-)=97g/mol ； (3) 以3H 2SO 4为基本单元，M(3H 2SO 4)=294g/mol 。

5、答：甲的报告更为合理，百分比小数点后保留两位有效数字。

第二章 溶液与胶体1、在25o C 时，质量分数为0.0947的稀硫酸溶液的密度为1.06g ·L -1，在该温度下纯水的密度为0.997 g ·L -1。

第一部分：1．对元反应A+2B→C，若将其反应速率方程写为下列形式， 则k A 、k B 、k C 间的关系应为：( )A k A = kB = kC B k A =2 k B = k C C k A =1/2 k B = k C [解]C ，反应速率之比r A ：r B ：r C =1:2:1，k A ：k B ：k C=1:2:12．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 [解]C ，一级反应积分速率方程C A ，0-C A =kt ，反应物浓度的消耗C A ，0-C A 就是与k 和t 有关，k 和温度有关，当温度和时间相同时，反应物浓度的消耗是定值。

3．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 [解]D ，4．某反应，A→Y，其速率系数k A =6.93min -1，则该反应物A 的浓度从1.0mol ×dm -3变到0.5 mol ×dm -3所需时间是( )A 0.2minB 0.1minC 1min[解]B ，从速率系数的单位判断是一级反应，代入积分速率方程,0lnA AC kt C =，1ln6.930.5t =，t=0.1min 。

5．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[解]A ，半衰期与浓度成正比，所以是零级反应。

6．某化学反应的速率常数为2.0mol ·l -1·s -1，该化学反应的级数为 A.1 B.2 C.0 D.-1 [解]C ，从速率常数的单位判断是零级反应。

7．放射性Pb 201的半衰期为8小时，1克放射性Pb 201经24小时衰变后还剩 A.1/3g B.1/4g C.1/8g D.0gBA B B d d c c k t c =-B A C C d d c c k t c =B A A A d d c c k t c =-[解]C ，放射性元素的衰变是一级反应，通过半衰期公式12ln 2t k =，ln 28k =，再代入一级反应积分速率方程，,0lnA AC ktC =，起始浓度为1g ，1ln 2n*248A C =，18A C g =。

第一部分：1．对元反应A+2B→C，若将其反应速率方程写为下列形式， 则k A 、k B 、k C 间的关系应为：( )A k A = kB = kC B k A =2 k B = k C C k A =1/2 k B = k C [解]C ，反应速率之比r A ：r B ：r C =1:2:1，k A ：k B ：k C=1:2:12．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 [解]C ，一级反应积分速率方程C A ，0-C A =kt ，反应物浓度的消耗C A ，0-C A 就是与k 和t 有关，k 和温度有关，当温度和时间相同时，反应物浓度的消耗是定值。

3．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 [解]D ，4．某反应，A→Y，其速率系数k A =6.93min -1，则该反应物A 的浓度从1.0mol ×dm -3变到0.5 mol ×dm -3所需时间是( )A 0.2minB 0.1minC 1min[解]B ，从速率系数的单位判断是一级反应，代入积分速率方程,0lnA AC kt C =，1ln6.930.5t =，t=0.1min 。

5．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[解]A ，半衰期与浓度成正比，所以是零级反应。

6．某化学反应的速率常数为2.0mol ·l -1·s -1，该化学反应的级数为 A.1 B.2 C.0 D.-1 [解]C ，从速率常数的单位判断是零级反应。

7．放射性Pb 201的半衰期为8小时，1克放射性Pb 201经24小时衰变后还剩 A.1/3g B.1/4g C.1/8g D.0gBA B B d d c c k t c =-B A C C d d c c k t c =B A A A d d c c k t c =-[解]C ，放射性元素的衰变是一级反应，通过半衰期公式12ln 2t k =，ln 28k =，再代入一级反应积分速率方程，,0lnA AC ktC =，起始浓度为1g ，1ln 2n*248A C =，18A C g =。