2025年大學《化學》專業(yè)題庫——化學反應(yīng)溫度對速率常數(shù)的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.根據(jù)阿倫尼烏斯方程k=A*exp(-Ea/RT)，當溫度T升高時，下列描述正確的是（）。A.指前因子A必然減小B.指前因子A必然增大C.指前因子A可能增大也可能減小，與活化能無關(guān)D.速率常數(shù)k必然減小2.對于一個特定的化學反應(yīng)，其活化能Ea的值（）。A.隨反應(yīng)溫度的升高而增大B.隨反應(yīng)溫度的升高而減小C.只與指前因子A有關(guān)D.是一個與反應(yīng)溫度無關(guān)的常數(shù)3.阿倫尼烏斯方程lnk=-Ea/R*(1/T)+lnA中，Ea的單位通常是（）。A.J/molB.J/(mol·K)C.K/J·molD.1/K4.某反應(yīng)的活化能Ea=120kJ/mol，若溫度從300K升高到310K，則該反應(yīng)的速率常數(shù)k將（）。A.大約增加一倍B.大約增加10%C.大約減小10%D.變化不大5.如果一個反應(yīng)的活化能非常小，那么該反應(yīng)在通常的溫度下（）。A.速率常數(shù)k很大，反應(yīng)很快B.速率常數(shù)k很小，反應(yīng)很慢C.指前因子A很小D.無法判斷反應(yīng)速率6.要計算一個反應(yīng)的活化能，至少需要知道以下哪組數(shù)據(jù)？（）A.兩個不同溫度下的反應(yīng)速率B.兩個不同溫度下的速率常數(shù)C.一個溫度下的反應(yīng)速率和一個溫度下的速率常數(shù)D.指前因子A和反應(yīng)溫度T7.對于兩個不同的基元反應(yīng)，它們的活化能Ea1和Ea2滿足Ea1>Ea2，則在相同溫度下，它們的速率常數(shù)k1和k2的關(guān)系是（）。A.k1>k2B.k1<k2C.k1=k2D.無法比較8.頻率因子A在Arrhenius方程中代表（）。A.反應(yīng)的活化能B.反應(yīng)物分子碰撞的頻率C.有效碰撞的分數(shù)D.單位時間內(nèi)成功發(fā)生反應(yīng)的分子碰撞次數(shù)9.將Arrhenius方程k=A*exp(-Ea/RT)取自然對數(shù)，得到lnk與1/T的關(guān)系圖，該圖是一條直線，其（）。A.斜率為Ea/RB.斜率為-Ea/RC.截距為lnAD.以上都是10.催化劑的作用是（）。A.降低反應(yīng)的活化能EaB.提高反應(yīng)的指前因子AC.改變反應(yīng)的ΔHD.以上都可以二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題中的橫線上）1.阿倫尼烏斯方程k=A*exp(-Ea/RT)中，R是______，其值為8.314J/(mol·K)。2.溫度升高，化學反應(yīng)速率常數(shù)k通常會______，這是因為指數(shù)項exp(-Ea/RT)中的分母T增大，使得整個指數(shù)項的值______。3.活化能Ea是指反應(yīng)物分子必須克服的______，才能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需要的最小能量。4.指前因子A又稱______，它與反應(yīng)物分子的有效碰撞頻率和碰撞時的取向有關(guān)。5.當溫度T一定時，活化能Ea越大，反應(yīng)速率常數(shù)k______；當活化能Ea一定時，溫度T越高，反應(yīng)速率常數(shù)k______。三、計算題（共30分）1.(10分)已知某反應(yīng)在300K時的速率常數(shù)k1為0.01s?1，在310K時的速率常數(shù)k2為0.04s?1。試計算該反應(yīng)的活化能Ea（結(jié)果保留兩位小數(shù)，單位使用kJ/mol）。2.(10分)對于某一基元反應(yīng)，活化能Ea=85kJ/mol，指前因子A=1.2×1013s?1。試計算該反應(yīng)在500K時的速率常數(shù)k（結(jié)果用科學計數(shù)法表示，保留兩位有效數(shù)字）。3.(10分)反應(yīng)A→P的活化能Ea=50kJ/mol。現(xiàn)測得該反應(yīng)在400K時的速率常數(shù)k1為2.5×10??s?1。試計算：(1)該反應(yīng)在500K時的速率常數(shù)k2。（6分）(2)如果該反應(yīng)在400K時的速率是1.0×10??s?1（這可能是單位錯誤，理解為速率常數(shù)為1.0×10??s?1），那么在500K時的速率是多少？（4分）4.(10分)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，某反應(yīng)的Arrhenius圖（lnkvs1/T）呈現(xiàn)一條直線，其斜率為-1.2×10?K，截距為30.0。試求：(1)該反應(yīng)的活化能Ea和指前因子A。（結(jié)果分別用kJ/mol和s?1表示，保留兩位有效數(shù)字）。（8分）(2)該反應(yīng)在300K時的速率常數(shù)k。（2分）試卷答案一、選擇題1.D2.D3.B4.B5.A6.B7.B8.D9.D10.A二、填空題1.摩爾氣體常數(shù)2.增大，減小3.能壘4.頻率因子5.越小，越大三、計算題1.解析思路：利用阿倫尼烏斯方程的對數(shù)形式，ln(k2/k1)=-Ea/R*(1/T2-1/T1)。將已知數(shù)值代入計算即可得到Ea。Ea=-R*(1/T2-1/T1)/ln(k2/k1)Ea=-8.314J/(mol·K)*(1/310K-1/300K)/ln(0.04s?1/0.01s?1)Ea=-8.314J/(mol·K)*(-0.0001613K?1)/ln(4)Ea≈8.314J/(mol·K)*0.0001613K?1/1.386Ea≈0.0973kJ/mol最終結(jié)果保留兩位小數(shù)：Ea≈97.30kJ/mol2.解析思路：直接將給定的Ea、A和T代入Arrhenius方程k=A*exp(-Ea/RT)進行計算。注意單位換算（Ea需要轉(zhuǎn)換為J/mol）和科學計數(shù)法表示。Ea=85kJ/mol=85000J/molT=500Kk=1.2×1013s?1*exp(-85000J/mol/(8.314J/(mol·K)*500K))k=1.2×1013s?1*exp(-17.0/4.157)k=1.2×1013s?1*exp(-4.087)k≈1.2×1013s?1*1.6×10?2k≈1.9×1011s?13.解析思路：(1)首先利用給定的k1和T1以及新的T2，通過Arrhenius方程的對數(shù)形式計算k2。ln(k2/k1)=-Ea/R*(1/T2-1/T1)。ln(k2/2.5×10??s?1)=-85000J/mol/(8.314J/(mol·K))*(1/500K-1/400K)ln(k2/2.5×10??s?1)=-10257.8K*(-0.001)ln(k2/2.5×10??s?1)=10.2578k2/2.5×10??s?1=e^10.2578k2/2.5×10??s?1≈29237.6k2≈29237.6*2.5×10??s?1k2≈7.31×10?3s?1(2)使用剛剛計算出的活化能和指前因子（或直接用原始值，因為T相同），計算新的速率常數(shù)。這里假設(shè)題目意圖是速率常數(shù)變?yōu)?.5×10??s?1，那么在500K時的速率常數(shù)k'也應(yīng)按相同比例變化。k'/(2.5×10??s?1)=(7.31×10?3s?1)/(2.5×10??s?1)k'/(2.5×10??s?1)=292.4k'=292.4*2.5×10??s?1k'≈7.31×10?3s?1*注意：題目第二問條件表述可能存在歧義，如理解為速率變?yōu)?.0×10??s?1，則需重新計算A，再求500K速率，但按第一問計算結(jié)果比例推斷更合理。此處按比例變化計算。*4.解析思路：(1)根據(jù)Arrhenius圖的性質(zhì)，斜率-Ea/R=-1.2×10?K，截距l(xiāng)nA=30.0。-Ea/8.314J/(mol·K)=-1.2×10?KEa=1.2×10?K*8.314J/(mol·K)Ea≈1.0×10?J/mol=1000kJ/molA=e^(截距)=e^30.0A≈1.0×1013s?1(2)利用計算出的A和Ea，代入Arrhenius方程計算300K時的k。k=1.0×10