化学动力学基础(一)
一、简答题
1.反应Pb(C 2H 5)4=Pb+4C 2H 5是否可能为基元反应?为什么?
2.某反应物消耗掉50%和75%时所需要的时间分别为t 1/2和 t 1/4,若反应对该反应物分别是一级、二级和三级,则t 1/2: t 1/4的比值分别是多少?
3.请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征?平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征?
4.从反应机理推导速率方程时通常有哪几种近似方法?各有什么适用条件?
5.某一反应进行完全所需时间时有限的,且等于k
c 0
(C 0为反应物起始浓度),则该反应是几级反应?
6. 质量作用定律对于总反应式为什么不一定正确?
7. 根据质量作用定律写出下列基元反应速率表达式: (1)A+B→2P (2)2A+B→2P (3)A+2B→P+2s (4)2Cl 2+M→Cl 2+M
8.典型复杂反应的动力学特征如何?
9.什么是链反应?有哪几种?
10.如何解释支链反应引起爆炸的高界限和低界限? 11.催化剂加速化学反应的原因是什么?
二、证明题
1、某环氧烷受热分解,反应机理如下:
稳定产物
?→??+?+??→??++??→???
+??→?43
21
34
33k k k k CH R CH R CH RH CO
CH R H R RH
证明反应速率方程为
()()RH kc dt
CH dc =4
2、证明对理想气体系统的n 级简单反应,其速率常数()
n
c p RT k k -=1。
三、计算题
1、反应2222SO Cl SO +Cl →为一级气相反应,320℃时51
2.210s k --=?。问在320℃
加热90min ,22SO Cl 的分解百分数为若干?[答案:11.20%]
2、某二级反应A+B C →初速度为133105---???s dm mol ,两反应物的初浓度皆为
32.0-?dm mol ,求k 。[答案:1
1325.1---??=s mol dm k ]
3、781K 时22H +I 2HI →,反应的速率常数3-1-1
HI 80.2dm mol s k =??,求2H k 。[答
案:113min 1.41---??=mol dm k ]
4、 双光气分解反应32ClCOOCCl (g)2COCl (g)→可以进行完全,将反应物置于密闭恒容容器中,保持280℃,于不同时间测得总压p 如下:
[答案: 1.1581a =≈;-14-1
2.112h 5.8710s k -==?]
5、 有正逆反应均为一级反应的对峙反应:
D-R 1R 2R 32
L-R 1R 2R 3CBr
已知半衰期均为10min ,今从D-R 1R 2R 3CBr 的物质的量为1.0mol 开始,试计算10min 之后,可得L-R 1R 2R 3CBr 若干?[答案:0.375mol]
6、在某温度时,一级反应A →B ,反应速率为0.10mol ·dm -3·s -1时A 的转化率
为75%,已知A 的初始浓度为0.50mol ·dm -3,求(1)起始反应初速率;(2)速率常数。[答案:r 0=0.40s -1 ; k = 0.80 dm 3·mol -1·s -1 ]
7、在某温度时,对于反应A+B →P ,当反应物初始浓度为0.446和0.166mol ·dm -3
时,测
得反应的半衰期分别为4.80和12.90min,求反应级数。[答案:2]
8、某二级反应,已知两种反应物初始浓度均为0.1mol·dm-3,反应15min后变为0.05mol·dm-3,计算速率常数。[答案:k=0.067dm3·mol-1·min-1]
9、知在某温度时基元反应A+B→C的初始速率为0.2mol·dm-3·s-1,反应物初始浓度均为0.10mol·dm-3,求(1)速率常数;(2) 反应速率为 2.00×10-3mol·dm-3·s-1时,A和B的浓度(假定A和B的浓度相等)。[答案:k= 20 dm3·mol-1·s-1;c A= c B=0.01mol·dm-3]
10、反应A→P,其半衰期为30秒,求 A反应掉20%所需的时间。[答案:t=9.66s]
11、某一级反应,当反应物反应掉78%所需时间为10min,求反应的半衰期。[答案:t1/2=1.52min]
12、乙醛蒸气在一恒容容器中发生热分解反应:CH
3CHO→CH
4
+CO,此为二级反应,
在518℃,当乙醛初压为53.33kPa,100s后系统总压变为66.66kPa,计算速率常数。
[答案:k=6.25×10-5kPa-1·s-1]
13、对于气相反应2A→B,由动力学实验测出了不同反应时间t所对应的反应物的压力p值,而后,以1/p对t作图得到一条直线,截距为1.48×10-3Pa-1,斜率为1.97×10-8Pa-1·s-1,求反应的初始速率。[答案:r0 =0.009Pa·s-1 ]
14、在某温度时,NH
3在钨丝上分解反应的半衰期与NH
3
的初压p0成正比,当p0
为3.53×104Pa时,NH
3
完全分解所需时间为913s,求速率常数。[答案:k=38.66Pa·s-1]
15、在700℃时,对NO+H
2
的反应测定了如下数据:
初始压力(Pa) 初始速率(Pa·min-1)
NO H
2
(1) 50662.5 20265 486.36
(2) 50662.5 10132.5 243.18
(3) 25331.25 20265 121.59
设反应速率方程为r=kp(NO)αp(H2)β,试求:(1)α;(2)β;(3)反应级数。
[答案:α=2;β=1 ;n=3 ] 16、某化合物在溶液中分解,57.4℃时测得半衰期t1/2随初始浓度c0的变化如下:
(1) (2) (3)
c
/mol·dm-3 0.50 1.10 2.48
t
/s 4280 885 174
1/2
试求反应级数。[答案:n=3.0 ]
17、某一级反应,当转化率达到80%时所需时间为1020S,计算(1)k1;(2)t1/2;
(3) 反应至200s时反应物的剩余百分数。[答案:k=1.58×10-3s-1;t1/2= 438.6s ;c/c0=72.9% ]