第二章化学动力学三复习题和习题解答3.1 宏观反应动力学3.1.1判断正误1. 质量作用定律只适用于基元反应。
（）2. 对于平行反应，其产物浓度之比等于速率常数之比。
（）3. 一般来说，活化能较大的反应对温度更敏感。
（）4. 确定动力学速率方程的关键是确定反应级数。
（）5. 确定反应级数的常用方法有积分法和微分法。
（）6. 利用尝试法确定反应级数只适用于简单级数的反应。
（）7.阿伦尼乌斯方程仅适用于基元反应。
（）8. 化学反应的摩尔恒容反应热与正向反应和逆向反应的活化能有一定关系。
（）9. 基元反应的分子数是个微观的概念。
（）10.化学反应的反应级数与反应分子数是一回事。
（）11. 化学反应的反应级数只能是正整数。
（）12. 在工业上，放热的对行反应存在一个最佳反应温度。
（）13. 对于酶催化反应，通常作用条件较温和。
（）14. 不同级数反应的速率常数，其量纲是不一样。
（）15. 不能只利用速率常数的量纲来判断反应级数。
（）16. 不同级数反应的半衰期与浓度的关系是不一样的。
（）17. 若某反应的半衰期与浓度无关，则该反应为零级反应。
（）18. 在一级、二级和三级反应速率方程中，浓度与时间的直线关系是不同的。
（）19. 化学反应动力学主要研究反应的速率与机理问题。
（）20. 通常用瞬时速率表示反应速率。
（）答案除7，10，11，15，17错外，其余都正确。
3.1. 2 选择题1. 基元反应的分子数是个微观的概念，其值（）(a)可为0、l、2、3 (b)只能是1、2、3这三个正整数(c)也可是小于1的数值(d)可正，可负，可为零2. 化学反应的反应级数是个宏观的概念、实验的结果，其值（）(a)只能是正整数(b)一定是大于1的正整数(c)可以是任意值(d)一定是小于1的负数3. 已知某反应的级数是一级，则可确定该反应一定是（）(a)简单反应(b)单分子反应(c)复杂反应(d)上述都不对4. 基元反应2A→B，为双分子反应，此反应的级数（）(a)可能小于2 (b)必然为1(c)可能大于2 (d)必然为25. 某反应速率常数单位是mol·l-1·s-1,该反应级数为（）(a)3级 (b)2级(c)1级 (d)0级6. 某反应物反应了3/4所需时间是反应了1/2所需时间的2倍，则该反应级数为（）(a) 0级 (b) 1级(c) 2级 (d) 3级7. 某反应在指定温度下，速率常数是k=4.62×10-2min-1，反应物的初始浓度为0.1mol·l-1，则该反应的半衰期为（）(a) 15min (b) 30min(c) 150min (d) 不能求解8. 某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应的半衰期与反应物初始浓度的关系是（）38(a) 成正比(b) 成反比(c) 平方成反比(d) 无关9. 一个反应的活化能为83.68kJ/mol，在室温27℃时，温度每升高1K，反应速率常数增加的百分数（）(a) 4% (b) 90%(c) 11% (d) 50%10. 反应A + B→C + D 的速率方程r = k[A ][B ]，则反应(a) 是二分子反应(b) 是二级反应，不一定是二分子反应(c) 不是二分子反应(d) 是对A、B 各为一级的二分子反应11. 有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的（）(a) 基元反应的反应级数一定是正整数(b) 基元反应是“态－态”反应的统计平均结果(c) 基元反应进行时无中间产物，一步完成(d) 基元反应不一定符合质量作用定律12. 下列有关反应级数的说法中，正确的是（）(a) 反应级数只能是大于零的数(b) 具有简单级数的反应都是基元反应(c) 反应级数等于反应分子数(d) 反应级数不一定是正整数，如果反应物A的初始浓度减少一半，A的半衰期增大1倍，则该反13. 对于反应A P应为（）(a) 零级反应(b) 一级反应(c) 二级反应(d) 三级反应14. 某反应，无论反应物初始浓度为多少，在相同时间和温度时，反应物消耗的浓度为定值，此反应是（）(a)负级数反应(b)一级反应(c) 零级反应(d) 二级反应15. 某反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍，则该反应的级数是（）3940 (a ) 零级 (b ) 一级反应(c ) 二级反应 (d ) 三级反应16. 某反应无论反应物的起始浓度如何，完成65%反应的时间都相同，则反应的级数为（ ） (a ) 零级反应 (b ) 一级反应 (c ) 二级反应 (d ) 三级反应17. 某气相化学反应用浓度表示的速率系数c k 和用压力表示的速率系数p k 相等，该反应的半衰期（ ）(a ) 与初始浓度无关 (b ) 与初始浓度成正比 (c ) 与初始浓度成反比 (d ) 与反应温度无关 18. 动力学研究中，任意给定的化学反应 A + B → 2D ，是（ ） (a ) 表明为二级反应 (b ) 表明是双分子反应 (c ) 表示了反应的计量关系 (d ) 表明为基元反应19. 某个反应，其正反应活化能为逆反应活化能的 2 倍，反应时吸热120 kJ·mol -1，则正反应的活化能为（ ）(a ) 120 kJ·mol -1 (b ) 240 kJ·mol -1(c ) 360 kJ·mol -1 (d ) 60 kJ·mol -120. 对于平行反应，各反应的活化能不同，以下措施不能改变主、副产物比例的是 (a ) 提高反应温度 (b ) 延长反应时间 (c ) 加入适当的催化剂 (d ) 降低反应温度答案1 b 2 c 3 a 4 d 5 d 6 b 7 a 8 a 9 c 10 b11 d 12 d 13 c 14 c 15 b 16 b 17 a 18 c 19 b 20b3.1.3 填空题1. 质量作用定律只适于________________反应。
对于零级反应，反应物浓度与反应时间呈________________关系。
2. 活化能较___________的反应对温度更敏感一些，催化剂能加快反应速度主要原因是________________。
3. 对于1-1级平行反应，一个重要特征是，其产物浓度之比等于________________之比。
4. 化学反应单位时间单位体积内反应进度的变化称为___________。
5. 反应速率通常用___________速率来表示。
6. 在反应过程中，每一个简单步骤，称为___________。
H2 + I2→ 2HI属于___________。
7. 动力学方程包括___________和___________。
8. 符合质量作用定律的反应___________是基元反应。
9.基元反应中各反应物分子个数之和称为___________。
基元反应可分为单分子反应、___________反应和___________反应。
10. 一个反应的速率与反应物的浓度无关，这样的反应称为___________级反应。
11. 举出常见的一级反应有：___________反应和___________反应。
12.以速率方程的积分公式为依据确定反应级数，具体又可分为作图法、___________和___________。
答案1. 基元，正比2. 高，改变反应历程3. 速率常数4. 反应速率5. 即时6. 基元反应，复杂反应7. 微分式，积分式8. 不一定9.反应分子数，双分子，三分子10. 零11. 一些放射性元素的蜕变，蔗糖水解反应12. 尝试法，半衰期法3.1.4 例题1. 有反应A→P，实验测得是1/2级反应，试证明：(1) 1/21/201[A][A]kt2-=(2)1/2 1/20 t1)[A]k=解：这是已知反应系数，要求其定积分式和半衰期的表示式。
这就要用动力学处理的一般方法，首先写出不同时刻反应物和生成物的浓度变化情况，写出速率方程的微分式，然后进行定积分。
再在定积分的基础上列出反应物转化掉一半所需时间的计算公式。
(1)写出不同时刻反应物和生成物的浓度变化：A → P4142 t=0 [A]0 0 t=t [A] t 速率方程的微分式为1/2A dc d[A]r k[A]dt dt=-=-= 进行定积分 0[A]t 1/2[A ]0d[A]kdt [A]-=⎰⎰ 积分得 1/21/202([A ][A ])k t-= 即 1/21/201[A ][A ]k t2-= (2)当01A [A]2=时，t= t 1/2。
代入上述积分式得 {})1/21/21/201/21/21/21/20001/21/2002t ([A][A])k221[A][A][A]1k k 222[A]1[A]k k=-⎧⎫⎪⎪⎛⎫=-=-⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭⎛⎫== 2. 对反应2NO(g)+2H 2(g)→N 2(g)+2H 2O(l)进行了研究，起始时NO(g)与H 2(g)的物质的量相等。
采用不同的起始压力p，相应的有不同的半衰期。
实验数据如下：试求该反应级数。
解：已知不同起始压力下的半衰期，要求反应级数，显然要用半衰期法来确定反应级数。
在起始压力不同时，半衰期也不同，就排除了是一级反应。
用半衰期法也有两种方法，一是作图法，将上题的一般式取对数，用ln t 1/2-ln P 0作图，得一直线，斜率就是(1-n)。
也可以代入如下公式：()()'1/21/2ln t /t n 1ln a '/a =+计算每两组的级数，然后求平均值。
()()1ln 81/102n 1 3.02ln 45.40/50.90=+=,()()2ln 102/140n 1 2.89ln 38.40/45.40=+=，43()()3ln 140/180n 1 2.82ln 33.46/38.40=+=，()()4ln 180/224n 1 2.01ln 26.93/33.46=+=显然，n 4是个例外。
动力学实验误差较大，对于这种特殊情况或者重做实验，或者舍弃。
在作图时也可以不连接在直线上。
所以这个反应的级数取前面三组的平均值，为n=2.94≈3 。
3. 某一气相反应 已知在298K 时，k 1=0.21s -1，k -2=5×10-9Pa -1·s -1，当温度由298升到300K 时，其k 1和k -2的值均增加1倍，试求： (1) 298K 时的反应平衡常数K p 。
(2) 正、逆反应的实验活化能E a 。
(3) 反应的△r H m 和△r U m 。
(4) 在298K 时，A 的起始压力为100kPa ，若使总压力达到152kPa 时，所需的时间。