2011级无机化学原理第7章 化学动力学基础讲义要点与习题解答 下载本文

参考答案

一 选择题

1 .D 2 .C 3 .C 4 .B、D 5 .A 6 .D 7 .C 8 .B 9 .D 10 .B 11.B分析:表中1、2项比较:[X]不变时[Y]增大一倍,反应速率增加1倍,所以对[Y]是1次方。而比较1、3项:[Y]不变时,增加[X],速度不变,因此[X]的次方数为0,反应速度与[X]无关。

12.A分析:随着反应的进行,V正减小,V逆增加,K不变(达到平衡前不用K表示)。

13.B 分析:活化分子百分数直接影响了反应速度。 14.B分析:达平衡时K不变(但各物质浓度通常不相等)

15.D 16.B 17. D 18.D 19.C 20.C 二 填空题

1. mol? dm-3? s-1; (moldm-3)-1/2s-1 2.不能;不能 3. k=2k/ 4. v=kC(A)C(B)-1 5. (1) A (2)D (3)B (4) C (5)A 6.二,v=[NO]2[O2],1.1×10-5 mol? dm-3? s-1 7. mol? dm-3,mol-1/2? dm3/2? s-1

8.反应历程,反应所需的活化能,活化分子百分数 9.同等程度降低,不同,基本不变,不变

10.不变; rHm0=Ea(正)—Ea(逆),只与始终态有关,而lnK0=rHm0 /RT+rSm0/R。 三 计算题 1.解:⑴设速度方程式为v=k[A]x[B]y,

求y,根据序号1和2,[A]不变 那么:[0.5×10-3/1.0×10-3]y=0.25×10-6/0.5×10-6=1/2 ∴y=1

求x,根据实验1和4,[B]不变, 那么[1.0×10-2/2.0×10-2]x=0.25×10-6/1.0×10-6=1/4 ∴x=2 ∴速度方程为:v=k[A]2[B]

⑵反应级数x+y=3 ⑶依v=k[A]2[B] k=v/[A]2[B]

0.5?10?6将实验2的数值代入:k==5.0(L2mol-2min-2) ?22?3(1.0?10)(1.0?10)将[A]=4.0×10-2mol/L,[B]=2.0×10-3mol/L代入v=k/[A]2[B] v=5.0×(4.0×10-2)2×(2.0×10-3) =1.6×10-5molL-1min-1

2. 解: 根据lg

K2Ea(T2?T1)= K12.303RT1T2lgK2=

Ea(T2?T1)+lgK1

2.303RT2T1 25

82?103?(400?300)=+lg(1.2×10-2) 2.303?8.314?400?300=3.57-1.92 =1.65

K2=44.72Lmol-1s-1

3.解:根据阿仑尼乌斯公式:lgK=

?Ea+lgA

2.303?R?650?EalgK650=+lgA

2.303R?650?EalgK670=+lgA

2.303R?670EaEalgK650+=lgK670+

2.303R?6502.303R?670Ea=2.303R{

K650?670}lg670

670?650K650650?670}lg7.0×10-5/2.0×10-5

670?6505

=2.27×10J/mol

4.解:设反应开始时反应物浓度为cmol/L,且反应过程中体积不变,则在T1=400K和T2=430K时反应的平均速度为:

(0.50?1.00)cc=(molL-1min-1) v1=

1.503(0.50?1.00)cc=(molL-1min-1) v2=

0.503设在T1和T2时反应的速度机理不变,则反应的速度方程式不变, 因此有v∝k, ∴k2/k1=c/(c/3)=3

=2.303×8.31×{

∴Ea=

2.303RT1T2K2.303?8.314?430?400lg2=lg3

430?400T2?T1K1=5.23×104J/mol

=52.3KJ/mol

5.解:设加入催化剂前反应的速度常数为K1,加入催化剂后为K2,且反应的频率因子不因催化剂的加入而改变,则由阿仑尼乌斯公式的对数式可得:

lgK2=

?Ea2+lgA,

2.303RTEa1+lgA

2.303RTlgK1=

二式相除,得:

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lg

K2Ea(T2?T1)==3.28 K12.303RT1T2K2=1.9×103 K1∴反应速率增大为原来的1.9×103倍

6.解:(1)v=k[B] 0 k=v=0.0050(mol? dm-3? s-1)

(2)v=k[B] k=v/[B]=0.0050/0.200=0.025(s-1)

(3)v=k[B]2 k=v/[B]2=0.0050/(0.200)2=0.13( dm 3?mol-1? s-1) 7. 解:根据阿仑尼乌斯公式:lg

K2Ea(T2?T1)= K12.303RT1T2 Ea=(lgK2/K1)×2.30RT2T1 /(T2-T1) =(lg19.7/0.75)×2.30×700×600/(700-600)=114(KJ) lgK=lgA- Ea/2.30RT得 lgA=lgK+Ea/2.30RT

=lg0.75+114000/(2.30×8.31×600)=9.82

9-1-3-1

A=6.61×10(mol? dm? s)

8. 解:已知T1=400K,K1=1.4 s-1,T2=450K,K2=43s-1。

由Ea=

2.303RT1T2Klg2

T2?T1K1=(lg43/1.4)×2.30×8.31×(400×450)/(450-400) 3-1

=102.5×10 J? mol=102.5 KJ? mol-1

9.解:由于反应2A+B→A2B是基元反应,所以 v=kc2(A)?c(B) 依题意,c(A)=c(B)=0.01 mol? dm-3 v=2.5×10-3 mol? dm-3? s-1 带入上式可得 k=2.5×103 dm 6?mol-2? s-1

当c(A)=0.015 mol? dm-3,c(B)=0.030 mol? dm-3时, v=(2.5×103×0.0152×0.030)mol? dm-3? s-1 = 1.69×10-2 mol? dm-3? s-1

10.解:反应机理中各步反应都是基元反应,总反应的速率由速率最慢的那一步基元反应决定。所以总反应的速率方程为

v=k2[N2O2][H2] ①

N2O2是反应(1)的产物,该步反应为快反应,立即达平衡,则

K1=[ N2O2]/[ NO]2 即[ N2O2]= K1[ NO]2

带入①得 v=k2K1[ NO]2[H2]=k[ NO]2[H2]

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