第九章 化学动力学基本原理练习题（1）1试确定Arrhenius 参数A 和E a ，并求活化焓和活化熵（用平均温度500K ）2 基元反应,2A(g)+B(g)＝＝E(g),将2mol 的A 与1mol 的B 放入1升容器中混合并反应,那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是多少？:3 反应aA==D ，A 反应掉15/16所需时间恰是反应掉3/4所需时间的2倍，则该反应是几级。
4 双分子反应2A(g)−→−kB(g) + D(g),在623K 、初始浓度为0.400mol dm －3时,半衰期为105s,请求出(1) 反应速率常数k(2) A(g)反应掉90%所需时间为多少?(3) 若反应的活化能为140 kJ mol -1, 573K 时的最大反应速率为多少?5 500K 时气相基元反应A + B = C ， 当A 和B 的初始浓度皆为0.20 mol dm -3时，初始速率为5.0×10-2 mol dm -3 s -1 (1) 求反应的速率系数k ；(2) 当反应物A 、B 的初始分压均为50 kPa （开始无C ），体系总压为75 kPa 时所需时间为多少？6 已知在540―727K 之间和定容条件下，双分子反应CO （g ）+ NO 2（g ）→CO 2（g ）+NO （g ）的速率系数k 表示为 k / (mol -1 dm 3 s -1) = 1.2×1010exp[E a /(RT )]，E a = -132 kJ mol -1。
若在600K 时，CO 和NO 2的初始压力分别为667和933Pa ，试计算：(1) 该反应在600K 时的k 值； (2) 反应进行10 h 以后，NO 的分压为若干。
7 N 2O （g ）的热分解反应为,(g)O )g (N 2O(g)N 22222+−→−k 从实验测出不同温度时各个起始压力与半衰期值如下：(1) 求反应级数和两种温度下的速率系数k p 和k c 。
(2)求活化能E a 。
(3)若1030K 时N 2O(g) 的初始压力为54.00 kPa ，求压力达到64.00kPa 时所需时间。
8 某天然矿含放射性元素铀，其蜕变反应为Pb Ra U −→−−→−−→−−→−R a U kk 设已达稳态放射蜕变平衡，测得镭与铀的浓度比保持为[Ra]/[U]=3.47×10-7 ，产物铅与铀的浓度比为[Pb]/[U]=0.1792 ，已知镭的半衰期为1580年，(1)求铀的半衰期(2)估计此矿的地质年龄（计算时可作适当近似）。
.9 硝基异丙烷在水溶液中与碱的中和反应是二级反应，其速率系数可用下式表示89.113163)1m in 3dm 1-m ol lg(+-=-T k(1)计算反应的活化能(2)在283K 时，若硝基异丙烷与碱的浓度均为8.0 ×10-3mol.dm -3 ，求反应的半衰期。
10 某溶液含有NaOH 和CH 3COOC 2H 5 ，浓度均为1.00×10-2mol.dm -3 ， 298 K 时反应经过10min 有39%的CH 3COOC 2H 5分解，而在308 K 时，10分钟有55%分解，计算： (1)该反应的活化能。
(2)288K 时，10分钟能分解多少？(3)293K 时，若有50%的CH 3COOC 2H 5分解需时多少？11 两个二级反应1和2具有完全相同的频率因子,反应1的活化能比反应2的活化能高出10.46kJmol －1;在 373K 时,若反应1的反应物初始浓度为0.1moldm －3,经过60min 后反应1已完成了30%,试问在同样温度下反应2的反应物初始浓度为0.05moldm －3时, 要使反应2完成70%需要多长时间(单位min)?12 氧化乙烯的热分解是单分子反应,在651K 时,分解50%所需时间为363min,活化能E a =217.6 kJmol －1试问如要在120min 内分解75%,温度应控制在多少K?13 请计算在298K 恒容下，温度每增加10K E a = kJmol －1（1） 碰撞频率增加的百分数；（2） 有效碰撞分数增加的百分数，由此可得出什么结论？(E a =56.0 kJmol －1)14 800K 时单分子反应的速率系数的高压极值为5×10-4s -1 ，在相同温度下一级速率系数在4Pa 压力下降为此值的一半，计算分子活化步骤的速率系数（以浓度单位表示）15 实验测得丁二烯气相二聚反应的速率系数为 k = 9.2×109exp(-T12058）dm 3mol -1.s -1（1）已知此反应Om r S ≠∆(Op )= -60.79J.K -1mol -1 ，试用过渡态理论求算此反应在600K 时的指前因子A ，并与实验值比较。
（2）已知丁二烯的碰撞直径d = 0.5nm ，试用碰撞理论求算此反应在600K 时的A 值。
解释二者计算的结果。
简要答案：1 解：由log k 对1/T 作图,直线的斜率为 –8.69×103 K, 截距为14.28 .求出 A ＝1.9×1014s -1 , E a =166 kJ.mol -1 ,m r H ≠∆= E a -RT =162 kJ.mol -1 , m r S ≠∆=R ln{A/ (e kT/h )}= 15.8J.K -1.mol -1 2 解：[A]:[B]= 2:1 , 反应物消耗一半时 [A]=0.5[A]0 ,[B]= 0.5[B]0 , r = k [A]2 [B] r : r 0= 1 : 83 解：r = k[A]n , n=1时t = ln ([A]0/[A])/k , t(15/16) : t(3/4) = ln16/ ln4 = 24 解：(1) r = k[A]2 , t0.5= 1/(2 k[A]0) , k = 0.012dm3mol-1s-1(2) 1/[A]– 1/[A]0 =2 k t, t = 945 s(3) ln(k/k’)=(E a/R)(1/T ’-1/T) , 573K时k = 0.00223dm3mol-1s-1,最大反应速率r max = k[A]02=3.6×10－4 moldm-3s-1.5 解：(1) r0 = k[A]0 [B]0 , k =1.25 dm3 mol-1 s-1(2) p0(A) = p0(B) , r = k p p (A) 2 , p =2 p0(A) - p (A) , p (A)= p0(A)/ 2 ,k p = k/(RT) ,t1/2 =1/[ k p p0(A)] = 66 s6 解：(1) T =600K时的k=0.0386 dm3mol-1s-1值(2) k p = k/(RT) =7.75×10-9 Pa s-1 , NO的分压为p ;ln{[ p0,B (p0,A- p)]/[ p0,A (p0,B- p)]}/( p0,A- p0,B)= kt ; p=142Pa7 解：(1)通过比较起始压力和半衰期的关系可得，此反应为二级反应。
r = k p p2 , t1/2 =1/( k p p0) , k p = k c / (RT);967K时; k p =1.68×10-5kPa-1s-1 , k c=0.135dm3mol-1s-11030K时; k p = 9.83×10-5 kPa-1s-1, k c=0.84 dm3mol-1s-1(2)活化能E a=243.6kJmol-1(3) p0=,54.00 kPa1/p - 1/p0 = k p t ; t =128s8 解：(1)稳态d[Ra]/d t= k U[U]-k Ra[Ra]=0, k U/ k Ra=[Ra]/[U]=3.47×10-7 , 镭的半衰期t0.5=ln2/ k Ra 铀的半衰期t0.5=ln2/ k U=4.55×109年(2) [U]0-[U] =[Pb],ln{[U]/ [U]0}=- k U t , t=1.08 ×109年9 解：(1)E a/(2.303R)=3163K, E a=60.56 kJ.mol-1 ,*(2)k=5.17 mol-1.dm3 min-1 , t0.5=1/( kc0)= 24 min10 解：(1)1/[A]-1/[A]0= k t , k(298 K)= 6.39 mol-1.dm3 min-1 ,k(308 K)=12.22 mol-1.dm3 min-1E a=R ln(k1/k2)(1/T2-1/T1)= 49.4kJ.mol-1(2)288K时，k=3.2 mol-1.dm3 min-1, t =10 min{[A]0-[A]}/ [A]0=24.2% (3)293K时, k=4.55 mol-1.dm3 min-1, t0.5=1/( k[A]0)= 22min11 解： 1/[A]-1/[A]0= k t , 反应1: k1= 7.14×10-2 mol-1.dm3 min-1 ,ln(k1/k2) = -10.46×103/ (RT) ,k2=2.08 mol-1.dm3 min-1 .反应2: t=22.4min12 解：651K时: k1=ln2/ t0.5=0.00191min-1 . 温度T: t0.5= 60min , k2=0.01155 min-1, T=682K13 解：(1) Z2/Z1=(T2/T1)0.5=1.017 , 增加的百分数1. 7%(2) q2/q1=exp[-E a(1/T2-1/T1)/R] =2.08 , 增加的百分数108%14 解：k app= k2 k+1[M]/( k2+ k-1 [M]) , 高压极值k2 k+1/ k-1=5×10-4s-1 , [M]= 4Pa , k app= k+1[M]=2.5×10-4s-1 , k+1=1.25×10-4Pa-1s-1, k+1=8.31×102mol-1.dm-3.s-115 解：(1)A=0.5(kT/h)( 1/O c)exp(OmrS≠∆/R)e2=3.08×1010dm3mol-1s-1(2) A=2Lπd2[RT/(πM r)]0.5e0.5=2.67×108 m3mol-1s-1第九章化学动力学基本原理练习题（2）一、选择题1. 反应 A + BC →AB + C 的焓变∆r H m> 0，A ，C 是自由基，εAB ，εBC是分子AB，BC 的摩尔键焓。