化學動力學習題

第十章化學動力學選擇題1.涉及化學動力學的以下說法中不正確的是(A)一個反應的反應趨勢大，其速率卻不一定快(B)一個實際進行的反應,它一定同時滿足熱力學條件和動力學條件(C)化學動力學不研究能量的傳遞或變化問題(D）快速進行的化學反應,其反應趨勢不一定大答案：C2.關(guān)于化學反應速率的各種表述中不正確的是(A)反應速率與系統(tǒng)的大小無關(guān)而與濃度的大小有關(guān)(B)反應速率與系統(tǒng)中各物質(zhì)濃度標度的選擇有關(guān)(C)反應速率可為正值也可為負值(D)反應速率與反應方程式寫法無關(guān)答案：C3.用化學方法測定反應速率的主要困難是(A)很難同時測定各物質(zhì)濃度(B)不能使反應在指定的時刻完全停止(C)不易控制溫度(D)混合物很難分離答案：B4.關(guān)于反應級數(shù)的各種說法中正確的是(A)只有基元反應的級數(shù)是正整數(shù)(B)反應級數(shù)不會小于零(C)反應總級數(shù)一定大于對任一反應物級數(shù)(D)反應級數(shù)都可通過實驗來確定答案：D5.關(guān)于反應分子數(shù)的不正確說法是(A)反應分子數(shù)是個理論數(shù)值(B)反應分子數(shù)一定是正整數(shù)(C)反應分子數(shù)等于反應式中的化學計量數(shù)之和(D)現(xiàn)在只發(fā)現(xiàn)單分子反應、雙分子反應、三分子反應答案：C6.關(guān)于對行反應的描述不正確的是(A)一切化學變化都是可逆反應,不能進行到底(B)對行反應中正逆反應的級數(shù)一定相同(C)對行反應無論是否達到平衡,其正逆反應的速率常數(shù)之比為定值(D)對行反應達到平衡時,正逆反應速率相同答案：B7.下述結(jié)論對平行反應不適合的是(A)總反應速率等于同時進行的各個反應速率之和(B)總反應速率常數(shù)等于同時進行的各個反應速率常數(shù)之和(C)各產(chǎn)物的濃度之積等于相應反應的速率常數(shù)之積(D)各反應產(chǎn)物的生成速率之比等于相應產(chǎn)物的濃度之比答案：C8.利用活化能和溫度對反應速率的影響關(guān)系能控制某些復雜反應的速率,即所謂活化控制。下面的反應中都可進行活化控制的是(A)平行反應和連串反應(B)可逆反應和鏈反應(C)可逆反應和連串反應(D)連串反應和鏈反應答案：A10.和阿累尼烏斯理論相比,碰撞理論有較大的進步,但以下的敘述中有一點是不正確的,即(A)能說明質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(B)引入幾率因子,說明有效碰撞數(shù)小于計算值的原因(C)可從理論上計算速率常數(shù)和活化能(D)證明活化能與溫度有關(guān)答案：C11.絕對反應速率理論的假設不包括(A)反應物分子在碰撞時相互作用的勢能是分子間相對位置的函數(shù)(B)反應物分子與活化絡合物分子之間存在著化學平衡(C)活化絡合物的分解是快速步驟(D)反應物分子的相對碰撞動能達到或超過某個值時才發(fā)生反應答案：D12.按照絕對反應速度理論，實際的反應過程非常復雜，涉及的問題很多，與其有關(guān)的下列說法中正確的是(A)反應分子組實際經(jīng)歷的途徑中每個狀態(tài)的能量都是最低的(B)勢能壘就是活化絡合物分子在馬鞍點的能量與反應物分子的平均能量之差(C)反應分子組到達馬鞍點之后也可能返回始態(tài)(D)活化絡合物分子在馬鞍點的能量最高答案：C13.光化反應與黑暗反應的相同之處在于(A)反應都需要活化能(B)溫度系數(shù)小(C)反應都向ΔG(恒溫恒壓,W'=0時)減小的方向進行(D)平衡常數(shù)可用通常的熱力學函數(shù)計算答案：A14.與光化學基本定律有關(guān)的說法中正確的是(A)凡是被物質(zhì)吸收了的光都能引起光化反應(B)光化反應所得到的產(chǎn)物數(shù)量與被吸收的光能的量成正比(C)在光化反應中,吸收的光子數(shù)等于被活化的反應物微粒數(shù)(D)在其它條件不變時,吸收系數(shù)越大,透過溶夷光強度也越大答案：C15.化學動力學是物理化學的重要分支,它主要研究反應的速率和機理。下面有關(guān)化學動力學與熱力學關(guān)系的陳述中不正確的是(A)動力學研究的反應系統(tǒng)不是熱力學平衡系統(tǒng)(B)原則上,平衡態(tài)問題也能用化學動力學方法處理(C)反應速率問題不能用熱力學方法處理(D)化學動力學中不涉及狀態(tài)函數(shù)的問題答案：D16.用物理方法測定化學反應速率的主要優(yōu)點在于(A)不要控制反應溫度(B)不要準確記錄時間(C)不需要很多玻璃儀器和藥品(D)可連續(xù)操作、迅速、準確答案：D17.對于復雜反應,以下說法中不正確的是(A)復雜反應無反應分子數(shù)可言(B)復雜反應至少包括兩個基元步驟(C)復雜反應的級數(shù)不會是正整數(shù)(D)反應級數(shù)為分數(shù)的反應一定是復雜反應答案：C18.關(guān)于連串反應的各種說法中正確的是(A)連串反應進行時,中間產(chǎn)物的濃度定會出現(xiàn)極大值(B)連串反應的中間產(chǎn)物的凈生成速率等于零(C)所有連串反應都可用穩(wěn)態(tài)近似法處理(D)在不考慮可逆反應時,達穩(wěn)定態(tài)的連串反應受最慢的基元步驟控制答案：D19.關(guān)于鏈反應的特點,以下說法錯誤的是(A)鏈反應的幾率因子都遠大于1(B)鏈反應開始時的速率都很大(C)很多鏈反應對痕跡量物質(zhì)敏感(D)鏈反應一般都有自由基或自由原子參加答案：B20.一個復雜化學反應可用平衡態(tài)近似法處理的條件是(A)反應速率快,迅速達到化學平衡態(tài)(B)包含可逆反應且很快達到平衡,其后的基元步驟速率慢(C)中間產(chǎn)物濃度小,第二步反應慢(D)第一步反應快,第二步反應慢答案：B21.某反應,無論反應物初始濃度為多少,在相同時間和溫度時,反應物消耗的濃度為定值,此反應是(A)負級數(shù)反應(B)一級反應(C)零級反應(D)二級反應答案：C22.溫度對反應速率的影響很大,溫度變化主要改變(A)活化能(B)指前因子(C)物質(zhì)濃度或分壓(D)速率常數(shù)答案：D23.關(guān)于活化控制,下面的說法中正確的是(A)在低溫區(qū),活化能大的反應為主(B)在高溫區(qū),活化能小的反應為主(C)升高溫度,活化能小的反應的速率常數(shù)增加大(D)升高溫度,活化能大的反應的速率常數(shù)增加大答案：D。因為。24.對于一般化學反應,當溫度升高時應該是(A)活化能明顯降低(B)平衡常數(shù)一定變大(C)正逆反應的速度常數(shù)成比例變化(D)反應達到平衡的時間縮短答案：D25.按照光化當量定律(A)在整個光化過程中，１個光子只能活化１個原子或分子(B)在光化反應的初級過程，１個光子活化１mol原子或分子(C)在光化反應初級過程，１個光子活化１個原子或分子(D)在光化反應初級過程，１個愛因斯坦的能量活化１個原子或分子答案：C26.溫度對光化反應速度的影響(A)與熱反應大致相同(B)與熱反應大不相同，溫度增高，光化反應速度下降(C)與熱反應大不相同，溫度增高，光化反應速度不變(D)與熱反應大不相同，溫度的變化對光化反應速度的影響較小答案：D27.酸堿催化的主要特征是(A)反應中有酸的存在(B)反應中有堿的存在(C)反應中有質(zhì)子的轉(zhuǎn)移(D)反應中有電解質(zhì)存在答案：C28.溫度對光化反應速度的影響(A)與熱反應大致相同(B)與熱反應大不相同，溫度增高，光化反應速度下降(C)與熱反應大不相同，溫度增高，光化反應速度不變(D)與熱反應大不相同，溫度的變化對光化反應速度的影響較小答案：D29.下列哪種說法不正確(A)催化劑不改變反應熱(B)催化劑不改變化學平衡(C)催化劑具有選擇性(D)催化劑不參與化學反應答案：D30.絡合催化(A)是單相催化(B)是多相催化(C)一般多指在溶液中進行的液相催化(D)都不對答案：C31.質(zhì)量作用定律適用于(A)對峙反應(B)平行反應(C)連串反應(D)基元反應答案：D32.氣體反應的碰撞理論的要點是(A)氣體分子可看成鋼球，一經(jīng)碰撞就能引起反應。(B)反應分子必須互相碰撞且限于一定方向才能引起反應。(C)反應物分子只要互相迎面碰撞就能引起反應。(D)一對反應分子具有足夠的能量的迎面碰撞才能引起反應。答案：D33.化學反應的過渡狀態(tài)理論的要點是(A)反應物通過簡單碰撞就變成產(chǎn)物。(B)反應物首先要形成活化絡合物，反應速度取決于活化絡合物分解為產(chǎn)物的分解速度。(C)在氣體分子運動論的基礎上提出來的。(D)引入方位因子的概念，并認為它與熵變化有關(guān)。答案：B34.質(zhì)量數(shù)為210的钚同位素進行β放射，經(jīng)14天后，同位素活性降低6.85％。此同位素的半衰期為(A)3.6天(B)270.8天(C)7.2天(D)135.9天答案：D。此反應為一級反應，先求速率常數(shù)，進而可求出半衰期。第六章化學動力學習題答案1.某放射性元素經(jīng)14天后，活性降低了6.85%。試求：（1）該放射性元素的半衰期；（2）若要分解掉90%，需經(jīng)多長時間？解：放射性元素的衰變符合一級反應規(guī)律。設反應開始時，其活性組分為100%，14天后，剩余的活性組分為100%-6.85%，則：2．已知某藥物在體內(nèi)的代謝過程為某簡單級數(shù)反應，給某病人在上午8時注射該藥物，然后分別經(jīng)過不同時刻t測定藥物在血液中的濃度c（以mmol?L-1表示），得到如下數(shù)據(jù)：t/h481216c/(mmol?L-1如何確定該藥物在體內(nèi)代謝過程的反應級數(shù)？該反應的速率常數(shù)和半衰期分別是多少？解：此題可用嘗試法求解反應級數(shù)。先求出不同時刻的：t/h4812160.7441.121.51以對t作圖，得一直線，相關(guān)系數(shù)為0.9999，所以此為一級反應，即n=1。直線的斜率為0.0957，則有此反應的-1；半衰期。3．蔗糖在酸催化的條件下，水解轉(zhuǎn)化為果糖和葡萄糖，經(jīng)實驗測定對蔗糖呈一級反應的特征：蔗糖（右旋）果糖（右旋）葡萄糖（左旋）這種實驗一般不分析濃度，而是用旋光儀測定反應過程中溶液的旋光角。反應開始時，測得旋光角。在t=8min時，測得旋光角。到時，即蔗糖已水解完畢，這時旋光角。由于葡萄糖的左旋大于果糖的右旋，所以最后溶液是左旋的。試求該水解反應的速率系數(shù)和半衰期。解：一級反應的積分式為：式中是蔗糖的起始濃度與其在t時刻的濃度之比。由于旋光度與溶液的濃度成正比，因此可以利用旋光度之比來代替溶液的濃度比，即：其中：（）代表反應開始的旋光度，（）代表在t時刻的旋光度。4．氯化醇和碳酸氫鈉反應制取乙二醇：CH2OHCH2Cl(A)+NaHCO3(B)CH2OHCH2OH+NaCl+CO2已知該反應的微分速率方程為：，且測得在355K時反應的速率常數(shù)。試計算在355K時：(1)如果溶液中氯乙醇、碳酸氫鈉的初始濃度相同,，氯乙醇轉(zhuǎn)化95%需要多少時間？(2)在同樣初始濃度的條件下,氯乙醇轉(zhuǎn)化率達到99.75%需要多少時間？(3)若溶液中氯乙醇和碳酸氫鈉的開始濃度分別為，，氯乙醇轉(zhuǎn)化99.75%需要多少時間？解：（1）由速率方程知反應為二級反應,且兩反應物開始濃度相同,則（2）同理（3）因為兩反應物開始濃度不同,則5．某蛋白質(zhì)P在某分子伴侶C幫助下進行折疊。未折疊的蛋白Pu先與C生成中間產(chǎn)物PC（該過程為平衡過程，正向和逆向反應速率常數(shù)分別為k1和k-1），中間產(chǎn)物PC經(jīng)過分解形成折疊的蛋白Pf，該步反應很慢，折疊過程可表示為：推導其折疊動力學方程。解：反應由最后一步?jīng)Q定，所以6．已知某藥物分解反應為一級反應，在1000C時測得該藥物的半衰期為170d。該藥物分解20%為失效，已知100C時其有效期為2a（按700d計）。若改為室溫下（250C）保存，該藥物的有效期為多少天？解：7．對于一級反應，試證明轉(zhuǎn)化率達到87.5%所需時間為轉(zhuǎn)化率達到50%所需時間的3倍。對于二級反應情況又如何？解：對于一級反應有對于二級反應有8．某連續(xù)反應，其中k1=-1，k2=min-1。反應剛開始時A的濃度為1molL-1，B、C的濃度均為0。（1）求當B的濃度達到最大時的時間tmax；（2）該時刻A、B、C的濃度分別為多少？解：（1）B濃度達到最大時的時間（2）tmax時刻各反應組分的濃度：9．某物質(zhì)A的分解是二級反應。恒溫下反應進行到A消耗掉初濃度的1/3所需要的時間是2min，求A消耗掉初濃度的2/3所需要的時間。解：10．在某化學反應中隨時檢測物質(zhì)A的含量，1h后，發(fā)現(xiàn)A已作用了75%。（1）若該反應對A來說是一級反應，試問2h后A還剩多少沒有作用？（2）若該反應對A來說是零級反應，求A完全作用所需的時間？解：（1）對于一級反應有2h后，剩余A的質(zhì)量分數(shù)為w，（2）對于零級反應有C0–C=kt11．某化合物A能分解成B和C。用作圖法分析在某溫度下所得的下列數(shù)據(jù)，判斷該反應是對峙、平行或連續(xù)反應，并寫出反應式。t(h)0102030405060∞cA(mol·L-1)10cB(mol·L-1)01cC(mol·L-1)00解：作圖，為連續(xù)反應ACB。■■■■■■▲■◆◆◆▲■◆◆▲▲▲▲■◆▲t(h)02040601C(mol/L)12．某一級反應在340K時完成20%所需時間3.2min，而在300K時同樣完成20%需時間12.6min，試計算該反應的活化能。解：根據(jù)題意，可得，根據(jù)13．醋酸酐的分解是一級反應，其速率常數(shù)有如下關(guān)系：欲使此反應在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化率達到90%，應如何控制溫度？解：14．根據(jù)如下的氣相反應相關(guān)數(shù)據(jù)T(K)600645k(L·mol-1min-1105105k’(L·mol-1·min-1求：（1）兩個溫度下的平衡常數(shù)。（2）正向反應和逆向反應的活化能。解：（1）600K時，640K時，（2）正反應的活化能：==2.02kJ·mol-1逆反應的活化能：==113.0kJ·mol-115．青霉素G的分解為一級反應，實驗測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下：T/K310316327k/h-110-210-2求反應的活化能和指數(shù)前因子A。解：由公式，得==85.3kJ·mol-1與之相同方法，用不同溫度下的k求出三個Ea后，求得均值：Ea=84.7kJ·mol-1又，，A1012同理，將不同溫度下的k值代入上述關(guān)系式，求出三個A值后，得均值：A1012。16．反應AG，在298K，k1102min1,k2103min1，溫度增加到310K時，k1增加為原來的四倍，k2增加為原來的二倍，計算：(1)298K時平衡常數(shù)；(2)若反應由純A開始，問經(jīng)過多長時間后，A和G濃度相等？(3)正、逆反應的活化能Ea1、Ea2。解：（1）298K時平衡常數(shù)Kc：（2）先求出cA,eq,再求反應至時所需時間t,因為，解得：根據(jù)1-1級對峙反應積分速率方程（3）對于正反應,根據(jù)Arrhenius方程,代入各已知值得正反應的活化能Ea1kJmol1；同理逆反應的活化能Ea2kJmol1。17．碘化氫分解反應：2HIH2+I2,已知臨界能Ec=183.92kJmol1,HI的分子直徑d1010m,摩爾質(zhì)量為127.9g/mol。試由碰撞理論計算在不同溫度下HI分解的速率常數(shù)k并和下列實驗數(shù)據(jù)相比較。T/K556666781k/mol1m3s11010107105解：根據(jù)碰撞理論,對同種雙分子之間反應速率常數(shù)k=k=分別將T=556、666、781K代入,計算結(jié)果列入下表：T/K556666781k/mol1m3s1101010710518．已知某氣相反應，在25℃時的k1和k-1-1和3.938×10-3Pa-1·s-1，在35℃時正逆反應的速率常數(shù)k1和k-1均增加為原來的2倍。求：①25℃時的平衡常數(shù)KC；②正逆反應的活化能；③反應的熱效應Q。解：①②，③19．物質(zhì)X分解屬于平行反應，分別得到物質(zhì)A和B，其速率常數(shù)分別為：k1=1011T)和k2=10T)。試計算：①生成A反應的活化能比生成B反應的活化能大多少?②在任一時刻A與B的產(chǎn)率相同，則溫度為多少?解：①②，當，必有，20．在294.20K，一級反應AC直接進行時，A的半衰期為1000min，若溫度升高45.76K，則反應開始0.1min后A的濃度降到初始濃度的1/1024，改變反應條件，使該反應分兩步進行：，。已知兩步的活化能分別為E=125.52kJ·mol，E=120.3kJ·mol及E=167.36kJ·mol，試計算500K時反應是直接進行的速率較快還是分步進行的速率較快？快多少倍？解：一步反應：，，，分兩步時，因E2>E1，所以k2為控制步驟，又，，假設一步和兩步的指前因子相等，則計算結(jié)果表明分步進行要比直接進行快的多。21．已知反應CB在一定范圍內(nèi)，其速率常數(shù)與溫度的關(guān)系為：（k的單位為min）（1）求反應的活化能和指前因子A；（2）若反應在30秒時C反應50%，問反應溫度應控制在多少度？（3）若此反應為可逆反應：CB，且正逆反應都是一級，在某一溫度時k=min，平衡常數(shù)K=4，如果開始只有C，其初始濃度為0.01mol·L-1，求30min后B的濃度。解：（1）將Arrhenius方程式與本題所給條件相比較有：故（2）求反應的溫度關(guān)鍵是求k值。從k的單位可知該反應為一級反應，其動力學方程為：（3）t=00t=tcCcCt=tecC,ecC,e平衡時由cc,0=0.01mol/L,k1-1,得：k-1=0.0025min-1,cC,e=0.