物理化学动力学测试卷
,
得此结论的理由是 基元反应的反应级数等于反应分子数
。
2.对峙反应 A
B,其正反应的速率可表示为: r 正=k1[A]
;逆
反应的速率为: r 逆=k-1[B] ,该对峙反应的净速率可表示为: r= r 正-r 逆
=k1[A]- k-1[B] ;当反应达到平衡时,正、逆反应速率常数之间的关系可表示为
k1[A]- k-1[B] 或 k1/ k-1 = [B]/ [A] =K
1
《动力学部分》题库及题解
一、填空题:
1.何为具有简单级数的反应:反应速率只与浓度有关,且组分级数和反应总级数
为零或正整数 ,某反应 A+B=P 为基元反应,则该反应的反应级数为: 二级 ,
该反应的反应速率与反应物浓度的关系可表示为 r=k[A][B]
,得此关系
的理由是 基元反应遵守质量作用定律 ,该反应的分子数为: 二
反应是……( D)
A.一级反应
B.二级反应
C.零级反应
D.3/2 级反应
∵3/2 级反应的 t = 2/k([A]01/2-[A]1/2/[A]01/2[A]1/2) t1/t 2=2.22≈2
10、若某反应进行完全所需的时间是有限的,且等于 c0/k,则此反应为……(C )
A.一级反应
B.二级反应
是:测 不同温度下的速率常数 k ,作 lnk~1/T 关系图,通过斜率求
得活化能。
4.某气体反应 A+B—→3C 的速率方程为 r ==kCαACβB,为确定α、β值在常温 下进行实验,当初始压力为 PA,0=102Pa,PB,0=105Pa 时,作反应的 lnPA~t(时间) 图为一直线,当初始压力为 PA,0= PB,0=5×102Pa 时,仍作反应的 lnPA~t 图仍为一 直线,则α= 1 ,β= 0 。(lnc~t 成直线关系的是一级反应)
A.N2 + 3H2—→2NH3 B .CO+NO2—→CO2+NO,r=k[NO2 ]2 C.H2+Cl2—→2HCl,r=k[H2] [Cl2]1/2 D.H++OH-—→H2O,r=k[H+] [OH-] ∵A 四分子同时碰撞的几率几乎为 0。B、C 不符合质量作用定律,均可排除。
16、在简单碰撞理论中,有效碰撞的定义是……(C )
A.互撞分子的总动能超过εc B.互撞分子的相对总动能超过εc C.互撞分子连心线上的相对平均动能超过εc D.互撞分子的内部动能超过εc 可见动力学中 P116 页的定义。
17、自由基复合反应的活化能一般在……( D )
A.0~167kJ·mol-1
B.167kJ·mol-1 以上
C.0~42 kJ·mol-1
12、气体分子运动论指出,气体的粘度将……( C )
4
A.随气体密度的平方根而变化; B.随气体密度的降低而降低;
C.与气体的密度无关;
D.随气体密度的降低而增大;
∵粘度系数与气体的密度无关。粘度系数η=m<C>/3√2πD2;当分子分母同乘
自由程 l 时,分母为体积,分子项中有质量 m,可得密度,增在密度,只有增大自由
经验式来衡量,其经验式
的数学表达式为: k=Aexp(-Ea/RT)或 lnk= -Ea/RT+lnA ;从此经验式中可得 出反应速率与二个重要的动力学参量有关,它们分别是 活化能 Ea 和 指前因子 A ,实验测定这二个参量的方法是:测 不同温度为一直线,通过直线的斜率求得 活化能 ,通过直线的 截距可求得 指前因子 。
D.0 kJ·mol-1
可见动力学中 P131 页:自由基或原子复合反应的活化能为零。
18、根据气体分子运动论,关于分子的平均自由程 l,下列说法正确的是……( C)
A.与温度 T 成反比
B.与单位体积内的分子数(数密度)成正比
5
C.与单位体积内的分子数(数密度)成反比 D.与压力 P 成正比 ∵ 平均自由程公式为:l =kBT/√2πD2p =1/2πD2N,N 是数密度。
7、如果一个二级反应的速率常数为 k/(mol-1·dm3·s-1),当浓度以 molec1·cm-3 为单位表示的速率常数为 k,/(molec-1·cm3·s-1)时,则……( C)
A.k,=1000k/L
B .k,=60k
C.k,=Lk/1000
∵ k/(mol-1·dm3·s-1)= 1000/ L (molec-1·cm3·s-1);
5.何为基元反应 由反应物直接变为产物的反应(一步完成的反应) ,基元反
应的速率与反应物浓度的关系符合 质量作用定律 定律。如果反应 2A+B=P 为基
元反应,则反应速率与浓度的关系可表示为: r=k[A]2[B] ,该反应的反应级数为:
三级 ,反应的分子数为: 三分子反应
。
6.温度对反应速率的影响可用 阿累尼乌斯
4、一级反应,反应物反应悼 1/n 所需的时间是……( B )
A.-0.6932/k
B.(2.303/k) lg[n/n-1]
C.(2.303/n) lg n
D.(2.303/k) lg(1/n)
∵一级反应:t =1/klnc0/c;c0=1,c=1-1/n;lnX=2.303lgX
5、下列反应中活化能最小的为……( A )
。
3.阿累尼乌斯经验式为:k = Aexp(-Ea/RT)或 lnk= -Ea/RT+lnA
;从
式中可以得出活化能越大,反应速率 越慢 。阿累尼乌斯的活化能意义是 对基元
反应有明确的意义,活化分子的平均能量与所有分子平均能量之差 ,此意义适用
于 基元反应
(基元反应、非基元反应、都适用?)。实验测定活化能的方法
则该反应的级数为……( A )
A.一级反应 B.二级反应
C.三级反应
D.零级反应
2、对元反应 A+2B—→C,若将其速率方程写成下列形式:
-d[A]/dt =kA[A][B]2;-d[B]/dt =kB[A][B]2;d[C]/dt =kC[A][B]2
则速率常数之间的关系应为……(C)
A.kA= kB= kC
8.某物质按一级反应进行分解,已知反应完成 40%所需的时间是 50min,(1)以 s 为单位的速率常数为 1.71×10-4s-1 ;(2)完成 80%反应所需的时间为 9.45 ×103s 。
二、选择题 1、如果某反应中,其反应物消耗 3/4 所需的时间是它消耗 1/2 所需的时间的 2 倍,
r =-1/2d[A]/dt =k[A][B2] 请回答:①该反应是简单反应还是复杂反应?说明理由;
②试推测能导出与实验速率方程相一致的可能反应历程,并写出导出
速率方程的过程。《动力学》P193
答:是复杂反应,因为速率方程不符合质量作用定律。
可能历程为:A+B2—→AB+B 速控步
B+A—→AB
快反应
C.零级反应
D.三级反应
∵ 零级反应:c0-c=kt ,只有零级反应,反应进行完全所需的时间才是有限的。 11、二级反应的速率常数的单位是……(A )
A.mol-1·dm3·s-1
B .s-1
C.mo l -2 ·d m6·s-1
D.(mol·dm-3·s-1)
∵ 反应速率常数的单位为:(mol·dm-3)1-n·s-1 (n 是反应级数)
3、基元反应一定符合质量作用定律,所以,符合质量作用定律的一定是基元反应。 此说法对吗?说明理由。
程,密度增大一倍,自由程增大一倍,刚好抵消。
13、同温同压下,相同体积的 CO2 和 H2 进行比较,下列说法正确的是……(A )
A.CO2 分子的平均运动速率比 H2 慢; B.CO2 分子的平均运动速率比 H2 快
C.CO2 分子的平均动能比 H2 大;
D.CO2 分子的数目比 H2 多。
∵<C>=(8kBT/πm)1/2,m 越大,平均速率越小。平均动能:1/2m<C>2=3/2 kBT。
三、是非题:正确的打“√”,错误的打“×” 1.单分子反应一定是一级反应。 ( × ) ∵不一定,单分子反应的定义有所扩展。 2.基元反应一定符合质量作用定律。( √ ) 3.基元反应也可称为简单反应。 ( × ) 4.简单反应的反应级数与其反应的反应分子数相同。(√) 或:简单反应的反应级数与其反应的反应分子数不相同。(×) 5.“三分子反应”不一定是三级反应。( √ ) ∵如果是简单反应则反应级数与反应分子数相同,但是对复杂反应中某一步骤
6
反应速率等于速控步反应速率:r =-1/2d[A]/dt =k[A][B2]
2、因为简单反应一定是基元反应,所以基元反应一定是简单反应。此说法对吗? 说明理由。
答:错。 简单反应或复杂反应(计量方程式)是相对于总反应而言的。而基 元反应是相对于反应历程中的某一步骤而言的,一个基元反应构成的总反应称为简 单反应,所以,简单反应一定是基元反应。如果若干个基元反应构成总反应,则称 为复杂反应。所以,基元反应不一定是简单反应。
的基元反应是三分子反应,但总反应级数不一定为三级。 6.只有零级反应进行完全所需的时间才是有限的。( √ ) 7、元反应,其温度对反应速率的影响一般可用 Arrhenius 公式表示。(√) 8、相同反应级数的平行反应,其总速率常数等于各反应的速率常数之和。(×) ∵平行反应中的每个反应不一定是元反应,如当出现 r1=1k[A]2;r=k2[A][B],根
7.速率常数 k 是有单位的,其单位与 反应级数 有关,某反应的速率公式可表示 为 r = k [A] 2,其速率常数 k 的单位是 (mol·dm-3)1-n·s-1 (n 是反应级数) , 该反应的反应级数为 2 ,对此类级数的反应的速率公式的积分形式为: 1/c=kt+1/c0 ,从此积分式中可得出用 1/c 浓度的倒数 量和 t 时间 量作图 可得直线关系。确定反应级数的方法较多,如果某反应中,其反应物消耗 3/4 所需的 时间是它消耗 1/2 所需的时间的 2 倍,则该反应的级数为 一级(t =1/klnc0/c) 。