答：（D）。画一张草图，NaCO3·10H2O的含水量最多，一定最靠近表示纯水的坐标一边。

第七章 化学反应动力学

四．概念题参考答案

1．某化学反应的方程式为2A?P，则在动力学中表明该反应为 ( ) （A）二级反应 （B）基元反应 （C）双分子反应 （D）无确切意义

答：(D)。只给出了化学反应的计量方程，这是无法确定反应级数的。反应级数要用实验来确定。如果说该反应是基元反应，则根据质量作用定律，可以确定该反应为二级反应，也是双分子反应。

?C?D，实验测定得到其速率系数为2．某化学反应的计量方程为A?2B??k?0.25(mol?dm?3)?1?s?1，则该反应的级数为 （ ）

（A）零级反应 （B）一级反应

（C）二级反应 （D）三级反应

答：(C)。从化学反应的计量方程是无法确定反应的级数的，除非说明计量方程是基元反应。但是从速率系数的单位就可以确定这是一个二级反应，因为它符合二级反应的特征。

3．有某化学反应，已知反应物的转化分数y?k51时所需的时间，是y?所需时间的293倍，则该反应是 ( )

（A）

3级反应 （B）二级反应 2（C）一级反应 （D）零级反应

t59?1∶2，分数衰期之间呈倍数的关系，符合一级反应的特点，所以是答：(C)。t13∶一级反应。也可以采用尝试法，设反应为一级，将已知数据代入一级反应的定积分式 t13?111113ln?ln?ln k1?yk1?1k232 t5911191?3?13?ln5?ln?ln???2ln k1?9k4k?2?k2t13∶t59?1∶2，所以假设是正确的，反应的级数为一级。

4．当某反应物的初始浓度为 mol·dm时，反应的半衰期为360 s，初始浓度 -3

为 mol·dm时，半衰期为 600 s，则此反应为 ( ) (A) 零级反应 (B) 级反应

(C) 二级反应 (D) 一级反应

答：(C)。这反应符合起始物浓度相等的二级反应的特点，半衰期与起始物的浓度成反比。

-3

5．有一个放射性元素，其质量等于8 g，已知它的半衰期t12?10 d，则经过40 d后，其剩余质量等于 ( )

（A）4 g （B）2 g （C）1 g （D） g

答：(D)。半衰期为10 d，那40 d相当于过了4个半衰期，即

8 g?4 g?2 g?1 g?0.5 g

?C?D，如果A的起始浓度减小一半，其半衰期也缩短一半，则6．对于反应A??反应的级数为 ( )

(A) 一级 (B) 二级 (C) 零级 (D) 级

答：(C)。零级反应的半衰期与反应物的起始浓度成正比。

8．对于一般的化学反应，当温度升高时，下面说法正确的是 ( ) (A) 活化能明显降低 (B) 平衡常数一定变大 (C) 正、逆反应的速率系数成比例变化 (D) 反应到达平衡的时间变短

答：（D）。升高反应的温度，正、逆反应的速率系数都会变大，所以可以缩短到达平衡的时间。反应温度一般不会改变活化能的数值。平衡常数的数值是增大还是变小，要根据反应是吸热还是放热而定，题目没有给出。正、逆反应的活化能一般不可能相等，所以正、逆反应的速率系数不会成比例地变化。

9．某化学反应，温度升高1 K，反应的速率系数增加1%。则该反应的活化能的数值约为 ( )

（A）100RT （C）RT

22k

（B）10RT

22 （D）0.01RT

答：（D）。根据Arrhenius公式的微分式，系数增加1%，相当于

Edlnk?a2，温度升高1 K，反应的速率dTRTdlnk?0.01，所以Ea?0.01RT2。 dTk,Ek,E12a,1a,2?B；②A????D。已知反应①的活化能大10．有一个平行反应，①A???于反应②的活化能，即Ea,1>Ea,2，以下措施中哪一种不能改变获得产物B和D的比例 ( )

(A) 提高反应温度 (B) 延长反应时间 (C) 加入适当催化剂 (D) 降低反应温度

答：(B)。延长反应时间既不能改变反应速率系数，又不能改变反应的活化能，所以不能改变产物B和D的比例。提高反应温度，对活化能高的反应有利，即产物B的比例会提高。反之，降低反应温度，对活化能低的反应有利，产物B的比例会下降。加入适当催化剂，通常会加快主反应的速率，使主产物的比例提高。

a,1a,2?B，A????C，设反应开始时，11．有两个都是一级的平行反应，A???k1,Ek2,E生成物的浓度都等于零。下列哪个结论是不正确的 ( ) (A) k总?k1?k2 (C) E总?Ea,1?Ea,2

(B) k1/k2?[B]/[C] (D) t12?

ln2

k1?k2答：(C)。级数相同的平行反应，其积分式和半衰期的表示式等，与同一级数的简单反应的相似，只是速率系数是两个平行反应速率系数的加和。如果反应开始时，没有生成物存在，则产物的浓度比就等于速率系数之比。但是，表观活化能不等于组成平行反应的两个基元反应的活化能之和，两个活化能之间的关系要从k总?k1?k2的关系式导出（代入Arrhenius公式的指数式，进行整理即可）。

?k?12．某总包反应的表观速率系数k?2k2?1?，则表观活化能Ea与基元反应活化能

2k?4?之间的关系为 （ ）

（A）Ea?2Ea,2?121Ea,1?2Ea,4? ?2

（B）Ea?Ea,2?1Ea,1?Ea,4? ?212（C）Ea?Ea,2?Ea,1?Ea,4

?Ea,1?（D）Ea?Ea,2???2E??

?a,4?答：(B)。将表观速率系数表示式的等式双方取对数，得

lnk?ln2?lnk2?1?lnk1?ln2?lnk4? 2将等式双方对温度T求微分，由于纯数值不是温度的函数，在求微分时等于零，所以得

dlnkdlnk21?dlnk1dlnk4?????? dTdT2?dTdT?2在等式双方各乘以RT，得 RT2dlnkdlnk21?2dlnk1dlnk4??RT2??RT?RT2? dTdT2?dTdT?2根据活化能的定义式，Ea?RT系为Ea?Ea,2?dlnk，就得到表观活化能Ea与基元反应活化能之间的关dT1Ea,1?Ea,4?。 ?2在表观速率系数中，速率系数的乘除关系，体现在表观活化能上是加减的关系，速率

系数的指数，就是活化能的系数。速率系数的系数，在活化能的关系式中不会出现，因为在取对数时已经分离开了，在对温度微分时其值为零。

18．汽车尾气中的氮氧化物，在平流层中破坏奇数氧（O3和O）的反应机理为

?NO2?O2 NO?O3???NO?O2 NO2?O??在此机理中，NO起的作用是 ( )

(A) 总反应的产物 (B) 总反应的反应物 (C) 催化剂 (D) 上述都不是

答：(C)。NO参与了破坏奇数氧的反应，但反应前后本身没有变化，起了催化剂的作用。所以汽车和喷气式飞机的尾气中的氮氧化物，对臭氧层的破坏是十分严重的。

19．某一反应在一定条件下的平衡转化率为%。保持反应的其他条件不变，加入某个高效催化剂，使反应速率明显加快，则平衡转化率的数值将 ( ) (A) 大于 % (B) 小于 %

(C) 等于 % (D) 不确定

答：(C)。催化剂只改变反应的速率，缩短到达平衡的时间，但是它不能改变平衡的组成。

五．习题解析

2．某人工放射性元素，能放出?粒子，其半衰期为15 min。若该试样有80%被分解，计算所需的时间

解：放射性元素的蜕变，符合一级反应的特征。对于一级反应，已知半衰期的数值，就能得到速率系数的值，因为一级反应的半衰期是与反应物浓度无关的常数。然后再根据一级反应的定积分式，计算分解80%所需的时间。 k?ln2ln2 =?0.046 min?1 t1215 min试样被分解80%，即转化分数y?0.80，代入一级反应的定积分式，得所需时间为 t?11ln k11?y ?11?ln?35.0 min ?10.046min1?0.80?33．已知物质A的分解反应是一级反应。在一定温度下，当A的起始浓度为0.1 mol?dm时，分解20%的A需时50min。试计算 (1) 该反应的速率系数k。 (2) 该反应的半衰期t12。

(3) 当A的起始浓度为0.02 mol?dm时，分解20%的A所需的时间。

?3解：(1) 因为是一级反应，已知在50min内A的分解分数，可利用一级反应的定积分式，计算速率系数k。即