物理化学课内练习(标准答案)

物 理 化 学 课 内 练 习 标 准 答 案

(A)活化能 (B)指数前因子 (C)物质浓度或分压 (D)速度常数

k21????B、 B?D??25. 已知某复杂反应的反应历程为A??J 。 则B的浓度随时间的???k?1k变化率

d[B]是:答案:B dt(A) k1[A]?k2[D][B] (B)k1[A]?k?1[B]?k2[D][B] (C) k1[A]?k?1[B]?k2[D][B] (D)?k1[A]?k?1[B]?k2[D][B]

26. 反应CH3CHO → CH4 +CO 其活化能为 190 KJmol-1,当加入催化剂碘蒸气后,活化能

降为 136 KJmol-1;若加入催化剂后反应的频率因子不变,则在500℃时加入催化剂后反应速度增大多少倍?答案:C

(A)2.3×106 (B) 4.38×105 (C) 4.46×103 (D) 2.24×104

27. 对一般化学反应,温度升高时应该是:答案:C

(A)活化能明显降低 (B)平衡常数一定变大 (C)正、逆反应的速度常数成比例变化 (D)反应达到平衡的时间缩短 28. 气体反应的碰撞理论的要点是:答案:D

(A)气体分子可看成刚球,故一经碰撞就能引起化学反应 (B)反应分子必须互相碰撞且限于一定方向才能引起化学反应 (C)反应物分子只要互相迎面碰撞才引起化学反应

(D)一对反应分子具有足够的能量的迎面碰撞才引起化学反应 29. 化学反应的过渡状态理论的要点是:答案:B

(A)反应物通过简单碰撞就能变成产物

(B)反应物首先要形成活化络合物,反应速度决定于活化络合物分解为产物的分解速

(C)在气体分子运动论的基础上提出来的

(D)引人了方位因子的概念,并认为它与熵变化有关 30. 过渡状态理论的速度常数的计算式是:答案:B

(A)k?Ae?ERTRT (B) k?N0hEE?S0?Ree?ERT

???ZeRT?Z0eRT (D) k?PZ0eRT (C) k?nAnBE第 45 页 共 54 页

物 理 化 学 课 内 练 习 标 准 答 案

31. 气相反应H2(g)?I2(g)?2HI(g)的速度公式为:

1????2I?M , 其反应机理为:I2?M????k?1d[HI]?k[H2][I2]。 dtkk2H2?2I???2HI

经处理后得:

d[HI]kk?k[H2][I2]?12[H2][I2],则此反应的表观活化能E与E1、 dtk?1E-1、E2之间的关系为:答案:A

(A) E?E1?E2?E?1 (B) E?E?1?E2?E1 (C) E?E1?E2/E?1 (D) 无法表达

1232. 在连串反应 A ??? B ??? C 中,为了得到尽可能多的B(中间产物),可利用哪

kk一组式子来计算:答案:A

k1k2)k1k2?k1k2 cB.max?a() ?k2k1?k2ln(k1)k2k1k2?k1 (A) tB.max (B) tB.max?a( cB.maxk1)k2 ?k1?k2ln((C) tB.maxk1k1)k1k2?k1k2 cB.max?a() ?k2k1?k2ln(33. NO的氧化反应的计量式为 2NO?O2?2NO2 ,实验确定为三级反应,其速度公式

dCNO2dt??1???kC2??N2O2 (快) NOCO2 反应机理如下:2NO??k2kk3N2O2?O2???2NO2(慢)

(1)用“稳态”假设求证

dCNO2dt?kC2NOCO2

解:

d[NO2]?2k3[N2O2][O2] dtd[N2O2]?k1[NO]2?k2[N2O2]?k3[N2O2][O2]?0 dt

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k1[NO]2 [N2O2]?

k2?k3[O2]2k1k3[NO]2[O2]d[NO2]?2k3[N2O2][O2]? dtk2?k3[O2]由于k2?k3[O2]

d[NO2]2k1k3[NO]2[O2]2k1k3??[NO]2[O2]?k[NO]2[O2] dtk2?k3[O2]k2(2)用“平衡”假设求出

dCNO2dt的表达式?

解:对于平衡态假设:由于反应(1)达到快速平衡,K?k1[N2O2]? 2k2[NO] [N2O2]?k1[NO]2 k22kkd[NO2]?2k3[N2O2][O2]?13[NO]2[O2]?k[NO]2[O2] dtk2(3)若相对于k1、k2、k3 有E1、E2、E3,则总反应2NO?O2?2NO2所对应的表观

活化能E是多少?(即E与E1、E2、E3的关系式)

解:

2k1k3dlnkEk? E?E1?E2?E3 ?2kdTRT234. 某物质按一级反应进行分解。已知25℃时反应完成40%需要时间为50分钟。如果反应

在50℃时完成40%需要时间为10分钟试求:(1)25℃时反应的半衰期;(2)25℃时以秒为单位的反应速率常数;(3)该反应的活化能。(4)50℃时完成80%反应所需要的时间。

解:一级反应进行分解:25℃时:

1111k298K?ln?ln?0.01022min?1?1.703?10?4s?1

t1?y501?40% t1(298K)?2ln2ln2??4070s?67.84min ?4k2981.703?10 k323K?ln1t111?ln?0.05108min?1?8.514?10?4s?1 1?y101?40%第 47 页 共 54 页

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8.514?10?4E11k2E11dlnkE ln?(?)ln?(?) ??42k1RT1T21.703?108.314298323dTRT E?51518J?51.52kJ

t?1k323Kln111?ln?1890s?31.5min 1?y8.514?10?41?805. 某一均相催化反应机理可以表示为:

k1k2????S?K?X???R?K ???k?1(中间络合物)(产物)(催化剂)(反应物)(催化剂)设反应物和催化剂的起始浓度分别为CS0和CK0,而且CS0??CK0,假设

k?1dCRk2k1CK0CS0?。并讨论两种极端情形??k2,试证明反应有下列表达式:dtk1CS0?k?1(1)k1CS0??k?1;(2)k1CS0??k?1时速率表达式将具有何种形式? 解:

dCR?k2[X] dtd[X]?k1[S][K]?k?1[X]?k2[X]?k1[S0?X][K0?X]?k?1[X]?k2[X] dtd[X]?k1[S0][K0?X]?k?1[X]?k2[X]?0 dt

由于[S0]?[K0],根据稳态假定, [X]?k1[S0][K0]k[S][K0] 由于:k?1?k2 [X]?10

k1[S0]?k?1?k2k1[S0]?k?1kk[S][K0]dCR?k2[X]?120 dtk1[S0]?k?1(1)k1CS0?k?1 (2)k1CS0?k?1

dCRk1k2[S0][K0]k1k2??[K0]?k[K0]为零级反应; dtk1[S0]?k?1k1dCRk1k2[S0][K0]k1k2??[S0][K0]?k[S0][K0]为一级反应; dtk1[S0]?k?1k?136. 有一个涉及一种反应物(A)的二级反应,此反应的速率常数表达式为

k?4.0?1010?1.45?105Texp() mol-1.dm3.s-1。

RT-

(1)求在600K,当反应物A的初始浓度为0.1mol·dm3时,此反应的半衰期;

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