第8章-化学动力学基础

《物理化学》高等教育出版(第五版)第八章-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第八章化学动力学(2)练习题一、判断题：1．碰撞理论成功处之一，是从微观上揭示了质量作用定律的本质。

2．确切地说：“温度升高，分子碰撞次数增大，反应速度也增大”。

3．过渡状态理论成功之处，只要知道活化络合物的结构，就可以计算出速率常数k。

4．选择一种催化剂，可以使Δr G m> 0的反应得以进行。

5．多相催化一般都在界面上进行。

6．光化学反应的初级阶段A + hv－→P的速率与反应物浓度无关。

7．酸碱催化的特征是反应中有酸或碱存在。

8．催化剂在反应前后所有性质都不改变。

9．按照光化当量定律，在整个光化学反应过程中，一个光子只能活化一个分子，因此只能使一个分子发生反应。

10.光化学反应可以使Δr G m> 0 的反应自发进行。

二、单选题：1．微观可逆性原则不适用的反应是：(A) H2 + I2 = 2HI ； (B) Cl· + Cl· = Cl2；(C) 蔗糖 + H2O = C6H12O6(果糖) + C6H12O6(葡萄糖) ；(D) CH3COOC2H5 + OH－=CH3COO－+ C2H5OH 。

2．双分子气相反应A + B = D，其阈能为40 kJ·mol－1，有效碰撞分数是6 × 10－4，该反应进行的温度是：(A) 649K ；(B) 921K ；(C) 268K ；(D) 1202K 。

3．双分子气相反应A + B = D，其阈能为50.0 kJ·mol－1，反应在400K时进行，该反应的活化焓≠∆mrH为：(A) 46.674 kJ·mol－1；(B) 48.337 kJ·mol－1；(C) 45.012 kJ·mol－1；(D) 43.349 kJ·mol－1。

第一章 理想气体1、理想气体：在任何温度、压力下都遵循PV=nRT 状态方程的气体。

2、分压力：混合气体中某一组分的压力。

在混合气体中，各种组分的气体分子分别占有相同的体积(即容器的总空间)和具有相同的温度。

混合气体的总压力是各种分子对器壁产生撞击的共同作用的结果。

每一种组分所产生的压力叫分压力，它可看作在该温度下各组分分子单独存在于容器中时所产生的压力B P 。

P y P B B =，其中∑=BBB B n n y 。

分压定律：∑=BB P P道尔顿定律：混合气体的总压力等于与混合气体温度、体积相同条件下各组分单独存在时所产生的压力的总和。

∑=BB V RT n P )/(3、压缩因子ZZ=)(/)(理实m m V V 4、范德华状态方程 RT b V V ap m m=-+))((2 nRT nb V Van p =-+))((225、临界状态(临界状态任何物质的表面张力都等于0)临界点C ——蒸气与液体两者合二为一，不可区分，气液界面消失； 临界参数：(1)临界温度c T ——气体能够液化的最高温度。

高于这个温度，无论如何加压 气体都不可能液化；(2)临界压力c p ——气体在临界温度下液化的最低压力； (3)临界体积c V ——临界温度和临界压力下的摩尔体积。

6、饱和蒸气压：一定条件下，能与液体平衡共存的它的蒸气的压力。

取决于状态，主要取决于温度，温度越高，饱和蒸气压越高。

7、沸点：蒸气压等于外压时的温度。

8、对应状态原理——处在相同对比状态的气体具有相似的物理性质。

对比参数：表示不同气体离开各自临界状态的倍数 (1)对比温度c r T T T /= (2)对比摩尔体积c r V V V /= (3)对比压力c r p p p /= 9、rr r c r r r c c c T Vp Z T V p RT V p Z =⋅=10、压缩因子图：先查出临界参数，再求出对比参数r T 和r p ，从图中找出对应的Z 。

物理化学（第8、10章总结及例题）（第810章总结及例题）厦门大学材料科学与工程系材料科学与程系黄雅熙1.零级、一级、二级、三级、n级反应速率方程的特征及其应用，熟练应用速率方程式计算反应物的浓度或转化率及求值。

k2.由实验数据，应用积分法、微分法、半衰期法及隔离法等方法建立反应的速率方程，确定反应级数。

3. 阿仑尼乌斯方程的各种形式及其应用，活化能的物理意义及计算。

4.典型复合反应（对峙反应、平行反应、连续反应等）的特征及其积分速率方程的应用（主要为1-1级反应）。

5. 5.重点掌握根据稳态近似法和平衡态近似法由复合反应的反应历程推导或证明机理速率方程；推导表观活化能与基元反应活化能的关系。

6. 掌握链反应的特点及速率方程的推导。

, 7.了解催化作用的通性及单相多相催化反应的特点, 催化剂特征及作用。

8. 酶催化特征和酶催化反应的简单机理。

反应级数及反应分子数反应级数：速率方程中各反应物浓度项上的指数称为该反应物的级数；反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零，有的反应无法用简单的数字来表示级数。

总包反应的反应级数必须通过实验测定各反应物的技术反应分子数：基元反应中实际参加反应的反应物的分子数。

只能是1、2、3分子反应。

基元反应的反应分子数等于反应级数。

一级反应的特点1.k 的特1. 速率系数k 的单位为时间的负一次方，时间t 可以是秒(s)，分(min)，小时(h)，天(d)和年(a)等。

2. 半衰期(half-life time )是一个与反应物起始2/1t 浓度无关的常数，。

1/21ln 2/t k =3. t ln c 与呈线性关系。

A 引(1) 所有分数衰期都是与起始物浓度无关的常数。

伸的(2)1/23/47/8::1:2:3t t t =(特(3))exp(/10t k c c −=t 点0/c c 反应间隔t 相同, 有定值。

２、复合反应的动力学•对峙反应的微分式•对峙反应•对峙反应的积分式•对峙反应的特点•两个一级平行反应的微分、积分式•平行反应•两个二级平行反应的微分、积分式•平行反应的特点•连续反应的微分、积分式•连续反应•连续反应的近似处理•连续反应的c～t关系图•中间产物极大值的计算对峙反应的特点1.净速率等于正、逆反应速率之差值2.达到平衡时，反应净速率等于零3.正、逆速率系数之比等于平衡常数K=kf /kb4.在c～t图上，达到平衡后，反应物和产物的浓度不再随时间而改变连续反应的c～t关系图（１）阿仑尼乌斯方程表示反应速率与温度关系的最常用方程，阿仑尼乌斯方程特点适用于基元反应和非基元反应。

第8章 化学动力学自测题欧阳光明（2021.03.07）1．在一定条件下，基元反应为A ＋B →D ，则此反应为( )分子反应。

若实验测定时，起始浓度A,0c >>B,0c ，即可认为反应过程中A,0c 近似不变，则此反应的级数为( )。

( )A 、2，2；B 、1，2；C 、2，1；D 、1，1。

2．反应A →B ，若开始时B,0c ＝0，A 的起始浓度为A,0c ，当反应物A完全转化B 时，需时为t ，而反应掉A 的起始浓度A,0c 之一半时，所需时间为t 1/2，则得t ⁄ t 1⁄2＝2，则此反应的级数为( )。

A 、零级；B 、一级；C 、3/2级；D 、二级。

3．反应2A →3B ，其速率方程可表示为21A A A B d /d 2c t k c c --=或21B B A B d /d c t k c c -=则两者的速率常数之比，即A B /k k ＝( )。

A 、2；B 、2/3；C 、3/2；D 、3。

4. 已知某气相反应2A(g) →2B 十C 的速率常数k 的单位为dm 3×mol -1×S -1。

温度一定下，若反应开始时，A 的浓度为A,0c ＝1mol×dm 3，实验测得：A 反应掉1/2A,0c 所需的时间t 1/2与反应掉3/4A,0c 时所需时间t 3/4之差为600 s,则t l/2＝( )。

A 、300 s ；B 、600s ；C 、900S ；D 、数据不足，无法计算。

5. 下列所列举的反应中，哪一反应有可能(注意是可能)是基元反应( )。

A 、A+ 21B →C+D ； B 、A+B→D ，其速率方程为1/2A A A B d /d c t k c c -=；C 、A ＋B →C ＋E ，其反应速率随温度升高而降低；D 、A ＋B →E,其速率方程A A A B d /d c t k c c -=。

6．某反应B →C+ D 的速率方程可表示为B d d c t -=B B n k c ，在300k 下，则此反应的级数为( )。

第一章原子结构和原子周期系1-1根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态：（a）K （b）Al （c）Cl （d）Ti（Z=22）（e）Zn（Z=30）（f）As（Z=33）答：（a）[Ar]4s1（b）[Ne]3s23p1（c）[Ne]3s23p5（d）[Ar]3d54s2（e）[Ar] 3d104s1（f）[Ar]4s24p3 1-2给出下列原子或离子的价电子层电子组态，并用方框图表示轨道，填入轨道的电子用箭头表示。

（a）Be （b）N （c）F （d）Cl-（e）Ne+（f）Fe3+（g）As3+1-3 Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如何1-4以下+3价离子那些具有8电子外壳Al3+、Ga3+、Bi3+、Mn3+、Sc3+答：Al3+和Sc3+具有8电子外壳。

1-5已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为：（a）3s23p5（b）3d64s2（c）5s2（d）4f96s2（e）5d106s1试根据这个信息确定它们在周期表中属于那个区、哪个族、哪个周期。

答：（a）p区，ⅦA族，第三周期（b）d区，Ⅷ族，第四周期（c）s区，ⅡA族，第五周期（d）f区，ⅢB族，第六周期（e）ds区，ⅠB族，第六周期1-6根据Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置，推出它们的基态原子的电子组态。

答：Ti位于第四周期ⅣB族，它的基态原子的电子组态为[Ar]3d24s2；Ge位于第四周期ⅣA族，它的基态原子的电子组态为[Ar]3d104s24p2；Ag位于第五周期ⅠB族，它的基态原子的电子组态为[Kr] 4d105s1；Rb位于第五周期ⅠA族，它的基态原子的电子组态为[Kr] 5s1；Ne位于第二周期0族，它的基态原子的电子组态为[He] 2s22p6。

1-7某元素的基态价层电子构型为5d36s2，给出比该元素的原子序数小4的元素的基态原子电子组态。

答：该元素的基态原子电子组态为[Xe] 4f126s2。

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。