化學(xué)動(dòng)力學(xué)習(xí)題課基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)復(fù)雜反應(yīng)鏈反應(yīng)反應(yīng)級(jí)數(shù)確定方法反應(yīng)歷程擬定方法Arrhenius公式化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（二）反應(yīng)速率理論碰撞理論過(guò)渡態(tài)理論碰撞理論的基本觀點(diǎn)碰撞理論的成功和不足之處過(guò)渡態(tài)理論的基本觀點(diǎn)過(guò)渡態(tài)理論的成功和不足之處溶液中的化學(xué)反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)催化反應(yīng)籠效應(yīng)原鹽效應(yīng)光化定律量子產(chǎn)率均相催化酶催化多相催化1.均相反應(yīng)A+BC+D，A+BE+F在反應(yīng)過(guò)程中具有?[C]/?[E]=k1/k2的關(guān)系，?[C]，?[E]為反應(yīng)前后的濃差，k1，k2是反應(yīng)(1)，(2)的速率常數(shù)。下述哪個(gè)是其充分條件？選擇題

(A)

(1)，(2)都符合質(zhì)量作用定律

(B)

反應(yīng)前C，E濃度為零

(C)

(1)，(2)的反應(yīng)物同是A，B(D)

(1)，(2)反應(yīng)總級(jí)數(shù)相等

答案：A2.一個(gè)化學(xué)體系吸收了光子之后，將引起下列哪種過(guò)程？(A)引起化學(xué)反應(yīng)

(B)產(chǎn)生熒光(C)發(fā)生無(wú)輻射躍遷(D)過(guò)程不能確定答案：D3.400

K時(shí)，某氣相反應(yīng)的速率常數(shù)kp=10-3(kPa)-1·s-1，如速率常數(shù)用

kc表示，則

kc應(yīng)為：

(A)3.326(mol·dm-3)-1·s-1

(B)3.0×10-4(mol·dm-3)-1·s-1

(C)3326(mol·dm-3)-1·s-1

(D)3.0×10-7(mol·dm-3)-1·s-1

答案：A4.反應(yīng)A→產(chǎn)物

為一級(jí)反應(yīng)，2B→

產(chǎn)物

為二級(jí)反應(yīng)，t

(A)和

t

(B)分別表示兩反應(yīng)的半衰期，設(shè)A和B的初始濃度相等，當(dāng)兩反應(yīng)分別進(jìn)行的時(shí)間為t=2t(A)和t=2t(B)時(shí)，A，B物質(zhì)的濃度cA，cB的大小關(guān)系為：

(A)cA>cB

(B)cA=cB

(C)cA<cB

(D)兩者無(wú)一定關(guān)系

答案：A5.化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)的Arrhenius關(guān)系式能成立的范圍是：

(A)對(duì)任何反應(yīng)在任何溫度范圍內(nèi)

(B)對(duì)某些反應(yīng)在任何溫度范圍內(nèi)

(C)對(duì)任何反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)

(D)對(duì)某些反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)

答案：D6.連串反應(yīng)A

B

C其中k1=0.1min-1，k2=0.2min-1，假定反應(yīng)開始時(shí)只有A，且濃度為1mol·dm-3，則B濃度達(dá)最大的時(shí)間為：(A)0.3min (B)5.0min(C)6.93min

(D)∞答案：C7.實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)3H2+N2→2NH3

的數(shù)據(jù)如下

實(shí)驗(yàn)

p(H2)/kPap(N2)/kPa

(-dp總/dt)/(Pa·h-1)

1

13.30.133

1.33

2

26.60.133

5.32

3

53.20.0665

10.64由此可推知該反應(yīng)的速率方程dp(NH3)/2dt等于

kp3(H2)p(N2)(B)kp2(H2)p(N2)(C)kp(H2)p(N2)(D)kp(H2)p2(N2)答案：B

根據(jù)常識(shí),試確定238U的半衰期近似為：（a表示年）(A)0.3×10-6s (B)2.5min(C)5580a (D)4.5×109a答案：D(A)K>k+/k-

(B)K<k+/k-

(C)K=k+/k-

(D)K

與k+/k-關(guān)系不定答案：D9.若反應(yīng)A+BC+D正逆向均為二級(jí)反應(yīng),

則平衡常數(shù)K

與正逆向速率常數(shù)k+,k-

間的關(guān)系為：

(A)較高反應(yīng)溫度(B)較低反應(yīng)溫度(C)適中反應(yīng)溫度(D)任意反應(yīng)溫度10.在反應(yīng)AB

C，

AD中，活化能E1>E2>E3，C是所需要的產(chǎn)物，從動(dòng)力學(xué)角度考慮，為了提高C的產(chǎn)量，選擇反應(yīng)溫度時(shí)，應(yīng)選擇答案：A11.兩個(gè)活化能不相同的反應(yīng)，如

E2>E1，且都在相同的升溫度區(qū)間內(nèi)升溫，則：ABCD答案：AA

閾能的概念只適用于基元反應(yīng)B

閾能值與溫度有關(guān)C

閾能是宏觀量，實(shí)驗(yàn)值D

閾能是活化分子相對(duì)平動(dòng)能的平均值12.關(guān)于閾能，下列說(shuō)法中正確的是(

)答案：A1.氣相反應(yīng)CO+Cl2

COCl2

的速率方程為

dp(COCl2)/dt=k?p(CO)?p(Cl2)若p0(CO)=p0(Cl2)=0.1p

，298K時(shí)t1/2=1h，308K時(shí)t1/2=30min。試求(1)k值、活化能Ea、指前因子A，(2)設(shè)反應(yīng)為基元反應(yīng)，求過(guò)渡態(tài)理論中的

r

H

m

、

r

S

m

（298K）。解：對(duì)此類題目要注意量綱和單位。本題速率常數(shù)要和壓力的量綱相對(duì)應(yīng)[注意kp=kc(RT)1-n表達(dá)式].計(jì)算題

對(duì)二級(jí)反應(yīng)t1/2=1/(kpP0)orkp=1/(t1/2P0)

kp(298K)=(60

600.1)-1PΘ

-1

S-1

=(36000.11.01105)-1Pa-1S-1

=2.7510-8Pa-1?

S-1

kp(308K)=(30600.1)-1PΘ

-1

S-1

=(18000.11.01105)-1Pa-1S-1

=5.510-8Pa-1?

S-1由Arrhenius公式的定積分式得

Ea=52.89kJ

mol-1

Arrhenius公式還可寫做

kp=APΘ1-nexp(-Ea/RT)

n=2

kp=(kBT/h)PΘ1-nexp[

r

SΘm,p/R]exp[-

r

HΘ

m,p/RT]

298K時(shí):2.7510-8=0.621013(1.01105)-1

exp[

r

SΘm,p/R]3.010-9

r

SΘm,p=-131J?K-1?

mol-1

（思考：取PΘ=1Pa將如何？kc的過(guò)渡狀態(tài)表達(dá)式為何？）

A=5.16

106s-1

（P

=101325Pa）

r

H

m,p=Ea–nRT=47.93kJmol-1(298K)

2.已知?dú)庀喾磻?yīng)2A+3B=P對(duì)反應(yīng)物A、B均為一級(jí)，398K時(shí)其比速率k=2.4210-3dm3?

mol-1

?

s-1，混合氣體在反應(yīng)開始前的分壓比PA/PB

=1/3，總壓=101.325kPa。試求30min后A、B各反應(yīng)掉多少？反應(yīng)2A+3B=Pt=0ab0t=ta-2xb–3xxr=dcP/dt=dx/dt=k(a-2x)(b–3x)積分得：

[1/(3a–2b)]ln[b(a-2x)/a(b–3x)]=ktt=30min時(shí)，2x和3x即A,B的消耗量，請(qǐng)自行計(jì)算。dx/(a-2x)(b–3x)=kdtor[1/(3a–2b)][3/(b–3x)–2/(a-2x)]dx=kdt3.茜黃素G是一種酸堿指示劑，其反應(yīng)可寫作HG-+OH-

G2-+H2O當(dāng)pH=10.88，[HG-]=1.90×10-4

mol·dm-3時(shí)，測(cè)得弛豫時(shí)間t＝20

mｓ，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K

=

5.90

×

102

mol-1·dm3，計(jì)算反應(yīng)的kf和kb。解答：HG-+OH-

G2-+H2Ot=0ab0t=ta-xb-xxt=te

a-xe

b-xe

xe反應(yīng)的速率方程為達(dá)到平衡時(shí)4.有一酶催化反應(yīng)E設(shè)H2O大大過(guò)量，溶液的pH=7.1，溫度為0.5℃，酶的初始濃度為[E]0=2.8×10-9mol·dm-3。實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)初速率r0隨CO2(g)的初始濃度[CO2]0的變化如下所示[CO2]0/(mmol·dm-3)1.252.505.0020.0r0/(mmol·dm-3·S-1)0.0280.0480.0800.155試求：（1）Michaelis常數(shù)KM及最大反應(yīng)速率rm解答：從直線的截矩可以求得最大反應(yīng)速率，結(jié)合直線的斜率得到米氏常數(shù)rm=2.1110-4moldm-3s，KM=8.2310-3moldm-3（2）中間復(fù)合物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率常數(shù)k2解答：當(dāng)[S]很大時(shí)，=7.54104s-1(3)從速率方程如何理解KM是反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率的一半時(shí)的底物濃度，即解答：根據(jù)速率方程也就是說(shuō)KM=[S]1.在水溶液中，金屬離子M2+與四苯基卟啉(H2TPP)生成的金屬卟啉化合物具有催化及生物化學(xué)方面的多種功能，設(shè)該反應(yīng)速率方程為r=k[M2+]

[H2TPP]

，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)測(cè)定

，

的實(shí)驗(yàn)方案，并寫出反應(yīng)級(jí)數(shù)與所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之關(guān)系式。[提示：反應(yīng)式為M2++H2TPP

MTPP+2H+]問(wèn)答題[答](1)在保持反應(yīng)介質(zhì)性質(zhì)相同條件下，改變[M2+]0與[H2TPP]0之關(guān)系當(dāng)[M2+]0=[H2TPP]0時(shí)，r=k[M2+]

+

，可求得反應(yīng)總級(jí)數(shù)n=

+

當(dāng)[M2+]0>>[H2TPP]0時(shí)，

r=k[M2+]0

[H2TPP]

=k

[H2TPP]

，可求得

=n-

（也可由[M2+]0<<[H2TPP]0求

）(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)曲線求出半衰期tn(

或

)=1時(shí)，半衰期與初始濃度無(wú)關(guān)，

n

1時(shí)，n=1-[lg(t/t‘)/lg(c０'/c0)]2.試推導(dǎo)出下列自催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程：ＡＢ＋‥‥解答：設(shè)A和B的初始濃度分別為a和bt=0abt=ta-xb+x反應(yīng)的速率方程為令k0/k'=δ3.已知乙烯氧化制環(huán)氧乙烷，可發(fā)生下列兩個(gè)反應(yīng)：

C2H4(g)+O2(g)

C2H4O(g)(1)C2H4(g)+3O2(g)

2CO2+2H2O(g)

(2)

其熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下(T=298K)

物質(zhì)C2H4O(g)C2H4(g)CO2(g)H2O(g)

/kJ·mol-1-13.168.1-394.4-228.6

當(dāng)在銀催化劑上，研究上述反應(yīng)時(shí)得到反應(yīng)(1)及反應(yīng)

(2)的反應(yīng)級(jí)數(shù)完全相同，E1=63.6kJ·mol-1,E2=82.8kJ·mol-1,而且可以控制C2H4O的進(jìn)一步氧化的速率極低。(1)請(qǐng)從熱力學(xué)觀點(diǎn)，討論乙烯氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷之可能性反應(yīng)是否可行ΔrGΔrG(1)=-81.2kJ·mol-1

ΔrG(2)=-1314.1kJ·mol-1

均可行(2)求T1=298K及T2=503K時(shí)，r1/r2(反應(yīng)速率之比)的比值？

T/K 298 503

2320 98.6

(3)從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)，討論乙烯氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷是否可行?并據(jù)計(jì)算結(jié)果，討論應(yīng)如何選擇反應(yīng)溫度?

E2>E1,即高溫時(shí)，可能有環(huán)氧乙烷產(chǎn)率將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于