第三章 化学动力学基础
1. 有A气体和B气体进行反应，若将A气体浓度增加一倍，速率增加400％，若将B气体的浓度增加一倍，速率增加200％，试写出反应式。 2. 下列生成NO2的反应：2NO＋O2
2NO2 其反应速率表示式为
如果压力增加到原来的两倍，试计算速率之变化。
3. 在抽空的刚性容器中，引入一定量纯A气体，发生如下反应：
??B(g) + 2C(g)。设反应能进行完全，经恒温到323K时，开始计时，测定 A(g)?体系总压随时间的变化关系如下： t / min p总 / kPa 0 53.33 30 73.33 50 80.00 ∞ 106.66 求该反应级数及速率常数
4. 若气体混合物体积缩小到原来的1/3，下列反应的初速率变化为多少？ 2SO2 + O2 ? 2SO3
5. 在308K时，反应 N2O5(g) ? 2NO2(g) + 1/2O2(g) 的k = 1.35?10，
在318K时，k = 4.98?10，试求这个反应的活化能？
6. CH3CHO的热分解反应是：CH3CHO(g) ? CH4(g) + CO(g) 在700K时，k=0.0105，已知
－5
－5
Ea=188.1kJ?mol－1，试求800K时的k。
7. 已知HCl(g)在1atm和25℃时的生成热为－88.2kJ?mol，反应 H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)
的活化能为112.9kJ?mol。试计算逆反应的活化能。
8. 某一个化学反应，当温度由300K升高到310K时，反应速率增加了一倍，试求这个反应的活化能。
9. 某化学反应，在300K时，20min内反应完成了50％，在350K时，5min内反应完成了50％，计算这个反应的活化能。
10. 已知在320℃时反应SO2Cl2(g)?SO2(g)+Cl2(g)是一级反应，速率常数为2.2?10s。试求：(1)10.0gSO2 Cl2分解一半需多少时间？ (2)2.00gSO2Cl2经2h之后还剩多少克？
11. 在人体内，被酵母催化的某生化反应的活化能为39kJ?mol。当人发烧到313K时，此反应的速率常数增大到多少倍？
17
－1
－5－1
－1
－1
12. 蔗糖催化水解C12H22O11+H2O速率常数为5.7?10s。试求：
(1)浓度为1mol?dm蔗糖溶液分解10％需要多少时间？
－3
－5－1
2C6H12O6是一级反应，在25℃
(2)若反应活化能为110kJ.mol，那么在什么温度时反应速率是25℃时的十分之一？ 13. 反应2NO+2H2?N2+2H2O在一定温度下，某密闭容器中等摩尔的比NO与H2混合物在不同初压下的半衰期为
－1
p0(mmHg) 355 340.5 288 251 230 202 t1/2(min) 95 101 130 160 183 224
求反应级数。
14. 环戊二烯(沸点40℃)易在气相中形成双聚：2C5H6(g)→C10H12(g)
现将0.50cm环戊二烯（? =0.802g.cm）放入容器为1.000dm的抽空密闭容器中，加热到130℃，经过一段时间，测定总压的结果如下：
3
－3
3
t(min) 10 20 30 40 50 60 p总(kPa) 18.07 16.62 15.63 14.87 14.33 13.88
(1) 计算温度升到130℃时尚未聚合的起始压力。 (2) 计算60min时环戊二烯的分压。
(3) 此反应的反应级数和反应速率常数。
15. 把一定量的PH3(g)引入含有惰性气体的温度为873K的反应器中，PH3(g)可完全分解为P4(g)和H2(g)，测得总压随时间的变化如下： t / s 0 60 120 ∞ p / kPa 求反应级数及速率常数
262.40 272.90 275.53 276.40 16. 气相反应Cl2O + 2N2O5 ? NO3Cl + NO2Cl + 2NO2 + O2的可能历程是：
k1 N2O5
k-1 NO2 + NO3 (快平衡)
NO2 + NO3NO + O2 + NO2 (慢)
NO + Cl2O
NO2Cl + Cl (快)
18
Cl + NO3NO3Cl (快)
而N2O5分解历程如下：
k1 N2O5
k2 NO2 + NO3 (快平衡)
NO2 + NO3NO + O2 + NO2 (慢)
NO + NO32NO2 (快)
试求这两个反应的速度方程式，你能从这两个结果得出什么结论？
17. 2NO(g) + O2 ? 2NO2(g)存在三种可能的机理，试写出每一种机理的分步反应，若反应速率v=kcNOcO2，问上述反应按哪种机理进行？
k?? 18. N2O(g)的热分解反应为2N2O(g)?2N2(g) + O2(g)，从实验测出不同温度时各个起
2
始压力与半衰期如下： 反应温度T / K 初始压力 p0 / kPa 半衰期 t1/2 / s 967 156.787 380 967 39.197 1520 1030 7.066 1440 1030 47.996 212 (1) 求反应级数和两种温度下的速率常数
(2) 求活化能Ea
(3) 若1030K时，N2O(g)的初始压力为54.00kPa，求压力达64.00kPa时所需的时间。 19. 反应Co(NH3)5F + H2O
2+α
+β
2+
H+Co(NH3)5(H2O) + F被酸催化。若反应速率公式为
298 33+－
rate = k[Co(NH3)5F] [H]，在一定温度及初始浓度条件下，测得分数衰期如下： [Co(NH3)5F] (mol · dm?) 2+298 0.2 0.02 18 36 308 0.1 0.01 18 36 0.1 0.01 36 72 [H] (mol · dm?) +3t1/2×102 / s t1/4×102 / s 请计算 (1) 反应级数α和β的值
(2) 不同温度下的反应速率常数k (3) 反应实验活化能Ea值 20. N2O5分解反应的历程如下：
k1
19
k-1
① N2O5
kkNO2 + NO3
2?NO + O2 + NO2 ② NO2 + NO3??3?2NO2 ③ NO + NO3?? (1) 当用O2的生成速率表示反应速率时，试用稳态近似法证明：r1?k1k2[N2O5]
k?1?2k2 (2) 设反应②为决速步骤，反应①为快速平衡，用平衡态近似法写出反应的速率表达式
r2。
(3) 在什么情况下，r1 = r2？
??2NO2，其r = k[NO][O2]，试写出一种符合该速率方程的反应 21. 已知反应2NO + O2?2
历程。
22. 在生命系统中，酶在很多化学反应中扮演重要角色。一些酶的催化反应可以用如下的Michaelis-Menten机理描述：
k1 k2?E + P，E为酶，S为受体，P为最终产物 E + SES??k-1 忽略第二步的逆向速率，也可以假设酶和受体是很快达到平衡的。
(1) 在285K温度下进行实验，实验中, 初始的速率（P的生成）可由不同的受体浓度来
– 93
决定，维持酶的总浓度为1.5×10 M (mol·dm?) 可得到下图
① 当[S]很小时，曲线呈线性；当[S]很大时，曲线与横坐标平行，则速率接近常数，请证明该图与Michaelis-Menten机理是一致的 ② 试写出速率常数k2
– 4
③ 当[S]= 1.0×10 M时，初始速率为多少？ ④ 试求E + SES的平衡常数 (2) 在310K，重复相同的酶浓度，得到一相似的曲线，试计算ES转换成E和P时所需要的活化能。
初始速率3.0×10－6 M ·S－1T = 285K1.5×10－6 M ·S－5 －1初始速率6.0×10－6 M ·S－1T = 310K3.0×10－6 M ·S－5 －15.0×10M8.0×10M
23. C放射性蜕变的半衰期t1/2 = 5730年，今在一考古样品中，测得C占C的含量只有72%，问该样品已存在多少年了？
24. 在1100K时，研究NO(g) + H2(g)的反应动力学 (1) 当p0 (NO) = p0(H2)时，测得如下数据：
14
14
[ S ]
[ S ]t1/2 / s p0 / Pa 81 335 224 202 试求该反应的总反应级数
(2) 在不同初始压力下，测定初始反应速率，结果如下：
20