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动力学课后习题习题 1某溶液中反应 A + B Y 开始时 A 与 B 的物质的量相等，没有 Y ，1h 后 A 的转化率为75%，问2h 后 A 尚有多少未反应？假设：（1）对 A 为一级，对 B 为零级；（2）对 A ，B 皆为一级；（3）对 A ，B 皆为零级。
习题 2某反应 A → Y ＋ Z ，在一定温度下进行，当－3－1的初始速率υA,0 =0.01mOl·dm·s。
试计算反应物－3及 x A =0.75 时，所需时间，若对反应物 At= 0，c A,0 =1mOl ·dm－3时，测定反应A 的物质的量浓度 c A＝ 0．50mOl ·dm (i) 0 级； (ii) 1 级； (iii) 2 级；习题 3已知气相反应 2A + B2Y 的速率方程为dp Akp A p B。
将气体 A 和 B 按物质的量dt比 2：1 引入一抽空的反应器中，反应温度保持400 K 。
反应经 10min 后测得系统压力为84 kPa，经很长时间反应完了后系统压力为63 kPa。
试求：(1)气体 A 的初始压力 p A,0及反应经 10 min 后 A 的分压力 p A；(2)反应速率系数 k A；(3)气体 A 的半衰期。
习题 4反应 2A(g)+B(g)Y(g)的动力学方程为－dcB= k B c1A.5 c B0. 5。
今将 A 与 B 的摩尔比为dt2∶ 1 的混合气体通入400 K 定容容器中，起始总压力为 3.04 kPa，50s 后，总压力变为 2.03 kPa，试求反应的反应速率系数k B及 k A。
习题 5已知反应 2HI → I2 + H 2，在 508℃下，HI 的初始压力为 10132.5 Pa 时，半衰期为 135 min ；而当 HI 的初始压力为 101 325 Pa 时，半衰期为 13.5 min 。
试证明该反应为二级，并求出反应速率系数 (以 dm3·mol －1· s－1及以P a－1· s－1表示 )。
第七章7-1、证明对于二级反应，当反应物的原始浓度相同时，作用掉3/4原始反应物所需时间等于此反应半衰期的三倍． 证明：对于二级反应000][3)14311(][1)111(][1A k A k A k t ααθαθ=--=--= 02/1][1A k t α=2/13t t =∴θ7-2、反应A ２+B ２→2AB 若为基元反应，速率方程应当怎样？只根据速率方程能否确定是否基元反应？ 解：速率方程为]][[22B A k r =只根据速率方程不能确定是基元反应。
例如: H 2+I 2=2HI 的速率方程为 ]][[22I H k r =,但H 2+I 2=2HI 的反应并不是基元反应。
所以只跟据速率 方程不能确定是基元反应。
7-3、试证明一级反应在其原始反应物的转化率从0→50%，50→75%及75→87.5%所需的每段反应时间都等于ln2/k 。
解：对于一级反应：0→50%的时间： k t 2ln 1=50→75%的时间：k k k t 2ln 2ln 4311ln 1=--= 75→87.5%的时间：k k k t 2ln 4311ln 18711ln 1=---= 7-4、反应(CH 3)2CHN=NCH(CH 3)2(g) →N 2(g)+C 6H 12(g)为一级反应。
若反应在恒容反应器中进行，则体系的压力逐渐增大。
假设t =0时，(CH 3)2CHN=NCH(CH 3)2(g)的压力为P i ，此时没有产物。
在t =t 时，反应体系的压力为P 。
证明k =1/t ln[P i /（2P i –P ）]解：设(CH 3)2CHN=NCH(CH 3)2(g) , N 2(g), C 6H 12(g)分别为A, B, C A → B + Ct=0 P A,0 0 0 t=t P A,0-P B P B P c =P B 系统总压力 P= P A,0-P B +(P B+ P B )= P A,0+P B 反应物A 的分压P A = P A,0-P B = P A,0-(P- P A,0)=2P A,0-P一级反应⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=P P P t P P t k i i A A 2ln 110, 7-5、温度升高，反应速率为什么增大？从阿仑尼乌斯公式和碰撞理论来解释。
第七章 化学动力学一、 基本内容化学动力学的基本任务是研究化学反应的速率和机理，以及各种因素对反应速率的影响，同时研究反应速率方程等化学动力学普遍规律。
通过本章的学习，读者应掌握浓度、温度、催化剂、光照、溶剂等因素对化学反应速率的影响规律；掌握如反应级数、速率系数、活化能、指前参量等反应系统的特性；了解研究化学动力学的理论方法，即从宏观层次上了解由基元反应构成的总反应过程的机理；以及从更深层次了解基元反应的速率理论。
（一）反应速率设化学反应的计量方程为0＝B BB ν∑（B v 为物质B 的化学计量数）对于体积恒定的反应系统，反应速率定义为1d d r V tξ=式中V 为体积，ξ为反应进度，t 为时间。
由于d ξ=B Bd n v ， 上式也可以写为B B B B d d 11d d n c r V v tv t==设定容条件下，反应 a A+ b B −−→ d D + e E 则反应物消耗速率为 A A d d c r t=- BB d d c r t =-产物生成速率为 D D d d c r t=E E d d c r t=反应物消耗速率、产物生成速率与反应速率之间的关系为A B D E d d d d 1111d d d d c c c c r a t b td te t=-=-==即A B D E 1111r r r r r ab d e====（二）基元反应的质量作用定律对于基元反应 a A+ b B P其质量作用定律表示为 A B a br kc c =该式表示基元反应的速率与所有反应物浓度项的幂乘积成正比，其中浓度指数恰是反应式中各相应物质化学计量数的绝对值。
其中，比例系数k 为基元反应的速率系数。
质量作用定律只适用于基元反应。
基元反应中反应物分子数的总和称为―反应分子数‖。
（三）反应速率方程（反应动力学方程）一定温度下，表示化学反应系统中反应速率与反应物的浓度间函数关系的方程式称为反应速率方程（有时也与产物浓度有关）。
第七章化学反应动力学一．根本要求1．掌握化学动力学中的一些根本观点，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．掌握拥有简单级数反应的共同特色，特别是一级反应和 a = b 的二级反应的特色。
学会利用实验数据判断反应的级数，能娴熟地利用速率方程计算速率系数和半衰期等。
3．认识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色，学会用合理的近似方法〔速控步法、稳态近似和均衡假定〕，从反应机理推导速率方程。
学会从表观速率系数获取表观活化能与基元反应活化能之间的关系。
5．认识碰撞理论和过渡态理论的根本内容，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。
认识碰撞理论和过渡态理论的优弊端。
6．认识催化反应中的一些根本观点，认识酶催化反应的特色和催化剂之因此能改变反应速率的实质。
7．认识光化学反应的根本定律、光化学均衡与热化学均衡的差别，认识光敏剂、量子产率和化学发光等光化反应的一些根本观点。
二．掌握学习重点的建议化学动力学的根来源理与热力学不一样，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。
又因为测定的实验条件限制，同一个反应用不同的方法测定，可能会获取不一样的速率方程，因此使得反应速率方程有很多不一样的形式，使动力学的办理变得比较复杂。
反应级数是用幂函数型的动力学方程的指数和来表示的。
因为动力学方程既有幂函数型，又有非幂函数型，因此对于幂函数型的动力学方程，反应级数可能有整数〔包含正数、负数和零〕、分数〔包含正分数和负分数〕或小数之分。
对于非幂函数型的动力学方程，就没法用简单的数字来表现其级数。
对于初学者，要求能掌握拥有简单级数的反应，主假如一级反应、 a = b 的二级反应和零级反应的动力学办理方法及其特色。
第七章 化学动力学章末总结一、内容提要 1. 基本概念（1）化学动力学的研究对象研究化学反应的速率和机理以及影响速率的各种因素，如温度、浓度、压力、催 化剂、介质和分子结构等。
（2）动力学曲线动力学曲线即反应物或生成物的浓度随时间的变化曲线。
（3）转化速率对应于指明的化学计量方程，反应进度ξ在t 时刻的变化率称为该反应的转化速率，用d d tξ表示，单位为1mol s - 。
（4）化学反应速率单位体积内的转化率称为反应速率，1d r V dtξ=。
（5）基元反应与非基元反应① 基元反应：反应物分子一经碰撞直接变成产物。
② 非基元反应：若反应物到产物，必须经过中间步骤称为非基元反应或复杂反应。
（6）反应的速率方程表示反应速率与浓度等参数之间的关系，或表示浓度等参数与时间的关系的方程 称为反应的速率方程。
（7）速率系数速率方程中的比例系数称为速率系数或速率常数，用k 表示。
①k 的物理意义：数值上相当于反应物均为单位浓度时的反应速率。
②特点：A. k 数值与反应物的浓度无关。
在催化剂等其他条件确定时，k 的数值仅是温度 的函数；B. k 的单位随着反应级数的不同而不同；C. k 的数值直接反映了反应速率的快慢。
（8）质量作用定律基元反应的速率与各反应物浓度的幂乘积成正比，其中各浓度项的方次即为反应 方程中各物质的系数，这就是质量作用定律，它只适用于基元反应。
（9）反应级数在反应的速率方程中，所有浓度项方次的代数和称为该反应的级数，用n 表示。
n 可以是正数、负数、整数、分数或零，也有的反应无法说出其反应级数。
（10）反应分子数在基元反应中，反应物分子数之和称为反应分子数，其数值为1，2或3。
2. 具有简单级数反应的特点 （1）零级反应定义：反应速率与反应物浓度的零次方成正比，即与反应物的浓度无关。
特点：微分式0d x k d t =积分式 0x k t = 线性关系 ~x t半衰期 1022a t k =0k 的单位 3m o l d m -或 [ -1浓度][时间] （2）一级反应定义：反应速率与反应物浓度的一次方成正比。
第一篇化学热力学第一章热力学基本定律.1-1 0.1kg C6H6(l)在，沸点353.35K下蒸发，已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。
试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。
解：等温等压相变。
n/mol =100/78 , ΔH = Q = n = 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q+W=35.7 kJ1-2 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为pϑ，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p,m为29.29 J K-1·mol-1。
)解：理想气体等压升温（n变）。
Q=nC p,m△T=(1000pϑ)/(8.314×290)×C p,m△T＝1.2×107J1-3 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。
计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。
(Cp ,m=2.5 R)解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0 。
ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2, V1= nRT1/ p1，求出T2=384K。
ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-8.98 kJ1-4 在298.15K，6×101.3kPa压力下，1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为pϑ，若为；(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。
(已知C p,m=2.5 R)。
解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K ,ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-1.9 kJ , ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-3.17kJ(2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。
第七章 化学动力学 四、精选题及解例7-1某溶液中反应 Ａ＋Ｂ → Ｃ，设开始时 Ａ 与 Ｂ 物质的量相等，没有C ， 1小时后 A 的转化率为75%，求2小时后 A 尚余多少未反应 ？ 假设 （1）对 A 为1级，对 B 为0级 （2） 对 A 、B 皆为1级 （3）对 A 、B 皆为0级。
解A A B d d c kc c tαβ-= （1）AA d d c kc t-=22111ln111ln 1y t y t k -=-= 代入 211ln2175.011ln11y -=- 解得未转化的A 为21y -=6.25% (2)2A AB A d d c kc c kc t -==)111(1)111(12211--=--=y t y t k 代入 )111(21)175.011(112--=--y 解得未转化的A 为21y -=14.29%(3)d d A c k t -=A,0A,0A,0A,0(1)1()c c y c y k c c t t t--=-== 即A,01A,0212c y c y t t =代入2175.02y =2 1.51y => 说明反应物不到2小时以前已消耗完。
【点评】 本题抓住具有简单级数化学反应的动力学规律以及转化率的定义。
如对一级反应，若以产物表示反应速率，则111ln ln1a k xt a x t a==-- 其中，xa为反应物A 的转化率，写为y 时，得11ln1k t y=- 当温度不变时，k 不变，这样可通过联立方程求解，可求得2h 后尚余A 的百分比(1-y )。
对其他简单级数的反应也可类似求解。
例7-2 恒温恒容的反应器中进行某一级的气相反应A B + C反应刚开始时，只有 A 存在，压力为A,0p ；反应进行到 t 时刻时，反应器的压力可测为p ，请设计实验及实验表格,以求解该反应的速率系数。
解A B C →+0t =A,O p 0 0t t =A A,O B p p p =-B p C B p p =体系总压力 A,O B B B A,O B p p p p p p p =-++=+ ； B A,O p p p =- 反应物A 分压力 A A,O B A,O A,O A,O ()2p p p p p p p p =-=--=-对一级反应： A,O A,O A A,O 111ln ln ln2o p p c k t c t p t p p===- 若在实验中，测定A,O p 及不同时间的总压力p ，代入上式可求速率系数k ，实验记录设计见附表，附表如下时间/单位 /p k P a A ,0/p k P a A ,0(2)/p p k P a -A,0A ,0ln 2p p p -A ,0A ,01ln 2p k t p p =-： ： ： ： ：或将上式变形 A,O A,O 1ln2p t k p p =- ，以 A,O A,O ~ln 2p t p p-作图，从斜率1m k = 求速率系数k 。
