第三章 化学动力学基础

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第三章 化学动力学基础

1. 有A气体和B气体进行反应,若将A气体浓度增加一倍,速率增加400%,若将B气体的浓度增加一倍,速率增加200%,试写出反应式。

2. 下列生成NO2的反应:2NO+O2 v?k[NO]2[O2]

如果压力增加到原来的两倍,试计算速率之变化。

3. 在抽空的刚性容器中,引入一定量纯A气体,发生如下反应:

??B(g) + 2C(g)。设反应能进行完全,经恒温到323K时,开始计时,测定 A(g)?2NO2 其反应速率表示式为

体系总压随时间的变化关系如下: t / min p总 / kPa 0 53.33 30 73.33 50 80.00 ∞ 106.66 求该反应级数及速率常数

4. 若气体混合物体积缩小到原来的1/3,下列反应的初速率变化为多少? 2SO2 + O2 ? 2SO3

5. 在308K时,反应 N2O5(g) ? 2NO2(g) + 1/2O2(g) 的k = 1.35?105,

在318K时,k = 4.98?105,试求这个反应的活化能?

6. CH3CHO的热分解反应是:CH3CHO(g) ? CH4(g) + CO(g) 在700K时,k=0.0105,已知Ea=188.1kJ?mol1,试求800K时的k。

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7. 已知HCl(g)在1atm和25℃时的生成热为-88.2kJ?mol1,反应

H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)

的活化能为112.9kJ?mol1。试计算逆反应的活化能。

8. 某一个化学反应,当温度由300K升高到310K时,反应速率增加了一倍,试求这个反应的活化能。

9. 某化学反应,在300K时,20min内反应完成了50%,在350K时,5min内反应完成了50%,计算这个反应的活化能。

10. 已知在320℃时反应SO2Cl2(g)?SO2(g)+Cl2(g)是一级反应,速率常数为2.2?105s1。试

求:(1)10.0gSO2 Cl2分解一半需多少时间? (2)2.00gSO2Cl2经2h之后还剩多少克?

11. 在人体内,被酵母催化的某生化反应的活化能为39kJ?mol1。当人发烧到313K时,

此反应的速率常数增大到多少倍?

12. 蔗糖催化水解C12H22O11+H2O5.7?105s1。试求:

?催化剂???2C6H12O6是一级反应,在25℃速率常数为

(1)浓度为1mol?dm

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蔗糖溶液分解10%需要多少时间?

(2)若反应活化能为110kJ.mol1,那么在什么温度时反应速率是25℃时的十分之一?

13. 反应2NO+2H2?N2+2H2O在一定温度下,某密闭容器中等摩尔的比NO与H2混合物在不同初压下的半衰期为

p0(mmHg) 355 340.5 288 251 230 202 t1/2(min) 95 101 130 160 183 224 求反应级数。

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14. 环戊二烯(沸点40℃)易在气相中形成双聚:2C5H6(g)→C10H12(g)

现将0.50cm3环戊二烯(? =0.802g.cm3)放入容器为1.000dm3的抽空密闭容器中,加热到

130℃,经过一段时间,测定总压的结果如下:

t(min) 10 20 30 40 50 60 p总(kPa) 18.07 16.62 15.63 14.87 14.33 13.88

(1) 计算温度升到130℃时尚未聚合的起始压力。

(2) 计算60min时环戊二烯的分压。

(3) 此反应的反应级数和反应速率常数。

15. 把一定量的PH3(g)引入含有惰性气体的温度为873K的反应器中,PH3(g)可完全分解为P4(g)和H2(g),测得总压随时间的变化如下: t / s p / kPa 0 262.40 60 272.90 120 275.53 ∞ 276.40 求反应级数及速率常数

16. 气相反应Cl2O + 2N2O5 ? NO3Cl + NO2Cl + 2NO2 + O2的可能历程是:

k1 k-1 N2O5NO2 + NO3 (快平衡)

??NO + O2 + NO2 (慢) NO2 + NO3???NO2Cl + Cl (快) NO + Cl2O?k4 Cl + NO3???NO3Cl (快)

k3k2而N2O5分解历程如下:

k1 k2 N2O5NO2 + NO3 (快平衡)

??NO + O2 + NO2 (慢) NO2 + NO3???2NO2 (快) NO + NO3?试求这两个反应的速度方程式,你能从这两个结果得出什么结论?

k3k2- 4 -

17. 2NO(g) + O2 ? 2NO2(g)存在三种可能的机理,试写出每一种机理的分步反应,若反应速率v=kcNO2cO2,问上述反应按哪种机理进行?

k?? 18. N2O(g)的热分解反应为2N2O(g)?2N2(g) + O2(g),从实验测出不同温度时各个起

始压力与半衰期如下: 反应温度T / K 初始压力 p0 / kPa 半衰期 t1/2 / s 967 156.787 380 967 39.197 1520 1030 7.066 1440 1030 47.996 212 (1) 求反应级数和两种温度下的速率常数

(2) 求活化能Ea

(3) 若1030K时,N2O(g)的初始压力为54.00kPa,求压力达64.00kPa时所需的时间。

19. 反应Co(NH3)5F + H2O

[Co(NH3)5F2+] (mol · dm?3) [H+] (mol · dm?3) t1/2×102 / s t1/4×102 / s 2+

H+Co(NH3)5(H2O)3+ + F被酸催化。若反应速率公式为

rate = k[Co(NH3)5F2+]α [H+]β,在一定温度及初始浓度条件下,测得分数衰期如下: 298 0.1 0.01 36 72 298 0.2 0.02 18 36 308 0.1 0.01 18 36 请计算 (1) 反应级数α和β的值

(2) 不同温度下的反应速率常数k (3) 反应实验活化能Ea值

20. N2O5分解反应的历程如下:

k1 ① N2O5NO2 + NO3 k-1 k2?NO + O2 + NO2 ② NO2 + NO3??3?2NO2 ③ NO + NO3??k (1) 当用O2的生成速率表示反应速率时,试用稳态近似法证明:r1?k1k2[N2O5]

k?1?2k2 (2) 设反应②为决速步骤,反应①为快速平衡,用平衡态近似法写出反应的速率表达式

r2。

(3) 在什么情况下,r1 = r2?

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