物化第十一章 化学动力学 习题答案一、名词解释1. 反应机理：反应物转变为产物所经历的具体途径称为反应机理或反应历程。

2. 基元反应：由反应物微粒（分子、原子、离子、自由基等）以一步直接实现的反应称为基元反应，也称为简单反应。

3. 反应级数：当反应速率方程是幂乘积的形式时， BA nB n A A A c c k tc =-d d ，式中各浓度的方次n A 和n B 等，分别称为反应组分A 和B 的级数，即对A 为n A 级，对B 为n B 级，总反应级数n=n A +n B +…。

4. 反应分子数：基元反应方程式中各反应物分子个数之和称为反应分子数。

5. 反应速率常数：速率方程中的比例常数k ，称为反应速率常数。

6. 半衰期：转化率达到50%所需时间，称为半衰期2/1t 。

二、简答题1. 反应级数和反应分子数有何区别？反应分子数和反应级数是两个不同的概念。

反应分子数是理论上的概念，是对微观上的基元反应而言的。

而反应级数是对宏观化学反应而言的，反应级数必须从实验上确定。

反应分子数和反应级数所取的数值也不相同。

反应级数的数值可以是有理数，而反应分子数却只能是正整数。

简单反应必然是级数为正整数的反应，但级数为正整数的反应却不一定是简单反应。

只有符合式υ＝k [A]α[B]β[C]δ…形式的速率方程的反应才有反应级数。

分级数和反应级数必须由速率实验确定。

对于指定的反应，反应级数可随实验条件而变化。

若在某些反应中，作为催化剂的组分，作为溶剂的组分以及个别反应活性物质的浓度“恒定”时，从而使实验测得的反应级数降低，则以这种方式所得的表观反应级数为"准 n 级"反应2. 简述零级反应的主要特征有哪些？ （1）速率系数 k的单位为[浓度][时间]-1（2）c A 与t 呈线性关系 （3）,01/22A c t k=3. 简述一级反应的主要特征有哪些？（1）速率系数 k 的单位为[时间]-1，表示的是单位时间内反应物A 反应掉的分数。

（2）lnc A 与 t 呈线性关系。

（3）半衰期是一个与反应物起始浓度无关的常数，1/2ln 2t k= 4. 简述二级反应的主要特征有哪些？（1）速率系数 k 的单位为[浓度] -1 [时间] -1 （2）Ac 1与 t 成线性关系。

（3）半衰期与起始浓度成反比1/2,01A t kc =5.（1） '/k k K = （2）U E E ∆=--+6. Ec 是指两个相撞分子的相对平动能在质心连心线上的分量必须超过的临界值，这时碰撞才是有效的。

（3分）RT E E a c 21-= 7.k =k 1ln = T 较高，1/T 较小时，第一步反应为速率控制步骤。

T 较低，1/T 较大时，第二步反应为速率控制步骤。

8.RTE a Ae k /-= RT E A k 111ln ln -= RTEA k 222ln ln -= T 较低，1/T 较大时，B 为主产物； T 较高，1/T 较小时，C 为主产物。

三、判断题答：1. 错。

应指明基元反应。

2.×; 单分子、双分子、三分子反应都称为基元反应. 3. √. 4. 错，如果某种分子浓度远远大于另一种分子，则反应为准一级反应。

5. 对。

6．错，同一化学反应各物质变化速率比等于计量系数比。

7．错，总反应速率与其他反应速率的关系与反应机理有关。

8．对，只有基元反应才有反应分子数。

9．对，只有基元反应才有反应分子数。

10．对。

11．对。

12．错。

13．错。

14．错，不一定是双分子反应。

15．错，若为可逆反应，温度升高则逆反应速率常数也增加。

16．错，A 与E a 和k o 都有关。

17．错，E a > 0。

18．错，对行反应达平衡时，正、逆反应速率相等。

19.错，k 1/k 2 = (k 01 /k 02)exp(E l —E 2)/RT 。

20.错，复杂反应中只有连续反应的速率决定于其中最慢的一步。

21.错。

22．错。

23．对。

24．错。

25．对。

26．错。

27．对。

28．对。

29．错。

30．错，催化剂在反应后物理性质可能改变。

31．错。

四、选择题答： 1. A ；2. B ；3. A ；4. A ；5. C ；6.A ；7.C ；8.B ；9.B ；10.C ；11.C ；12.A ；13.B ； 14.C ；15.A ；16.D ；17.A ；19. A ； 21. C ； 22. C ； 23. C ； 26. A ； 25. D ； 26. D ；27.C ； 29.D ； 30.C ； 31. B ； 32.B ； 33.A ； 34.B ；35.B ； 36.B ； 37.D ； 38.B ； 39.C ； 41.C ； 42.C ；43.D ； 44.C ； 47.C ； 48.B ； 49.B ； 50.D ； 51.D ； 52.A ； 53.B ； 55.C ； 58.B ； 59. A ； 60. A ； 61. C ； 62. A ； 63. C ； 64. D ； 65. C ； 66. D ； 67. B ； 68.D ； 69.C ； 70.A ； 71.B ； 72.C ； 73.D ； 74.B ； 75.A ； 76.C ； 77.D ； 78.D ； 79.D ； 80.C ； 81.A ； 82.B ； 83.C ； 84.B ； 85.D ； 86.B ； 87.A ； 五、填空题1. d[P]/d t = k 1k 2[A][B]2/(k -1+ k 2[B]) ，k -1 << k 2[B]2. k 2>> k 1, k -1 >> k 1 或 k 2+ k -1 >> k 1 ， k 1c A /(k -1+ k 2)3. t = c 0 / k = 104 s4.正整数， 35. -dc B /2dt = dc D /3dt 2/36.221AA B c k dt dc =7.一 8. 0.125 9. < ， > 10. 12.58 dm 3.mol -1.s -1 11. 4,1,2,2323a a a a E E E E -+=12.升高 7.342×10-4 13. 1级 14. 2/315. 20s -1 16. D D B B A A c k c k c k 2221,+- 17.10000s -1 18.3 19. 43.29s20. 1 21. -1 22. kPa -1h -1，RT RT k k p c 366===1.22×106 mol -1dm 3h -1 23. 1，s -1 24.p p p t -0032ln 1 25. 3，2，1 26. B A A A c k c k 2,21,+- ，B B B A A A c k c k c k --2,21,2121 27. 链引发，链传递，链终止 六、证明题 1. 证明：232d 2d A A A c k c c t= （1）T平衡态法：A A A c c k c k 2311-= ， 2311A A A c k c k c -=代入（1），所以23221121d 2d A A A c k k c c tk --=2. 证明：C B Dc c k tc 3d d = （1） 0d d 321=--=C B B A Bc c k c k c k tc CAB c k k c k c 321+= 代入（1），C C AD c k k c c k k t c 3231d d += 高压下，23k c k C >> ，所以，A Dc k tc 1d d = 一级反应低压下，23k c k C <<，所以，C A D c c k k k t c 231d d = 二级反应 3. 证明：*-=-O N O N O N ON c c k c k tc 2222221d d （1） 0d d 222223221=--=***O N O N O N O N O N c k c c k c k t c ON ONO N c k k c k c 2222321+=*代入式（1）ON O N O N ON ON O N ON O N c k c k c k k k ck c k k c k ck tc 22222222'22123321232211)1(d d +=+=+-=- 其中，32'2k k k =4. 证明：211d ln d RT E t k =，2111d d 1RT E t k k =，2111d d RTE k t k = 222d ln d RT E t k =，2222d d 1RT E t k k =，2222d d RTEk t k = 2d ln d RT E t k =，2d d RT Ek t k = 21k k k +=，21d d d k k k +==2RT Ek 211RT E k +222RTE k 2211E k E k kE +=，212211k k E k E k E ++=5. 解：[][]-+=Br NO H k r 222平衡浓度法：[][][]22211HNO H NO H k k ++-= [][][]12122-++=k HNO H k NO H [][][]=+-⨯=Br HNO H k kk r 2112 [][][]-+=Br HNO H k 2稳态法：[][][][][][]02222212122=--=-++-++Br NO H k NO H k HNO H k dtNO H d[][][][]--+++=Brk k HNO H k NOH212122 [][][][]---++=Br k k Br HNO H k k r 21221 当1k 》[]-Brk 2 时与平衡态结果一致。

6. 解：[][][]2223d O v k NO NO dt == 稳态法[][][][][][][][]0333223215213=---=-NO NO k NO NO k NO NO k O N k dtNO d [][][][][]033322=-=NO NO k NO NO k dtNO d [][][][][]023********=---NO NO k NO NO k O N k 两式相加[][][][]222152132NO k NO k O N k NO +=-[]()[]2215212NO k k O N k +=-[][]()[][][]125122225251221222k N O k k v k NO N O k N O k k NO k k --===++平衡浓度法[][][]523211O N NO NO k k=- [][][]215213NO k O N k NO -=[][][][][]12512222525121k N O k k v k NO N O k N O k NO k --'===当1-k 》22k 时，'k k =两种方法结果相同。