物理化学试题库

(C)升高温度,活化能小的反应的速率常数增加大 (D)升高温度,活化能大的反应的速率常数增加大 答案：D。因为

Edlnk?a2 dTRT577．对于一般化学反应, 当温度升高时应该是

(A)活化能明显降低 (B)平衡常数一定变大 (C)正逆反应的速度常数成比例变化 (D)反应达到平衡的时间缩短 答案：D 578．下列哪种说法不正确

(A) 催化剂不改变反应热 (B) 催化剂不改变化学平衡

(C) 催化剂具有选择性 (D) 催化剂不参与化学反应 答案：D

579． 络合催化

(A) 是单相催化 (B) 是多相催化 (C) 一般多指在溶液中进行的液相催化 (D) 都不对 答案：C 580． 质量作用定律适用于

(A) 对峙反应 (B) 平行反应 (C) 连串反应 (D) 基元反应 答案：D 581．气体反应的碰撞理论的要点是

(A)气体分子可看成钢球，一经碰撞就能引起反应。 (B)反应分子必须互相碰撞且限于一定方向才能引起反应。

(C)反应物分子只要互相迎面碰撞就能引起反应。 (D)一对反应分子具有足够的能量的迎面碰撞才能引起反应。 答案：D 582． 化学反应的过渡状态理论的要点是

(A) 反应物通过简单碰撞就变成产物。

(B) 反应物首先要形成活化络合物，反应速度取决于活化络合物分解为产物的分解速度。 (C) 在气体分子运动论的基础上提出来的。

(D) 引入方位因子的概念，并认为它与熵变化有关。 答案：B 583． 质量数为 210的钚同位素进行β放射，经14天后，同位素活性降低6.85％。此同位素的半衰期为

(A) 3.6 天 (B) 270.8 天 (C) 7.2 天 (D) 135.9 天 答案：D。此反应为一级反应，先求速率常数，进而可求出半衰期。

;问答题

584．说明爆炸的原因与影响因素？(2分)

答：爆炸与热爆炸和支链反应有关，影响因素与温度、压力、浓度有关。

585．

B (1) E1

平行反应 A B为产物，C为副产物，

C (2) E2

已知活化能E1>E2，怎样改变温度对反应（1）有利?还可以采取什么措施? 答：升高温度有利。还可采用加入适当催化剂的方法增加目的产物B的量。

;是非题

586．（ ）二级反应一定是双分子反应。

587．（ ）对于基元反应，反应级数等于反应分子数。 588．（ ）反应A ＋ B

P，实验确定速率方程为?dCA??CACb，则该反应一定是基元反应。 dt589．（ ）凡是反应级数为分数的反应都是复杂反应，凡是反应级数为1、2和3的反应都是基元反应。 590．（ ）化学反应速率方程的积分式中转化率yA就是化学反应达平衡时的平衡转化率。 591．（ ）某一级反应A?B，A的半衰期为30min，那么该反应进行完全所需要的时间为60mim。 592．（ ）一级反应的半衰期与起始浓度无关。

593．（ ）对于一级反应，以lnCA对时间t作图，直线的斜率是速率常数??A。

594．（ ）一级反应的转化率和半衰期都与初始浓度无关，与速率常数成反比关系。 595．（ ）一级反应一定是单分子反应，二级反应一定是双分子反应。 596．（ ）二级反应的速率常数的单位与一级反应相同。

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597．（ ）阿伦尼乌斯方程式适用于所有的化学反应。

598．（ ）升高温度可以增加反应体系中活化分子的含量，所以能加快反应速率。 599．（ ）升高温度能够使正逆反应速率都增加，所以不改变化学平衡常数。 600．（ ）基元反应正逆活化能之差为反应的热效应。

601．（ ）催化剂加快化学反应的进行是由于它提高了正反应的速率，同时降低的逆反应的速率。

602．在常温常压下将氢气和氧气混合，数日后尚未检测到任何变化，所以断定在该条件下，氢气和氧气的混合物是稳定的。

603．（ ）某反应在一定条件下的平衡转化率为48%，但在该条件下反应进行了较长时间，转化率只有8.5%，选择合适的催化剂可以提高转化率，但不会超过48%。

604．（ ）催化剂在反应前后物理性质和化学性质都不发生变化，也就是说，催化剂是不参与化学反应的。

;填空题

605．链反应分为_直__链反应和 _支_链反应，爆炸的原因有__热爆炸__和_支链反应__。(2分) 606．对连串反应，中间物为主产物时，为达到最大产量，反应应_控制时间__。(1分)

607．对复合反应 A →B →C ，若B是目标产物，为提高B的产量，应该控制_反应时间__。若A →B的活化能比B →C的活化能小，同时还应控制__较低的反应温度__。(2分) 608．化学反应 aA + bB → gG + hH 用各组分表示的速率关系式存在的关系为 dcA /（_-a_）dt = dcB /（_-b_）dt =dcG /（_g_）dt = dcH /（_h_）dt (2分)

609．一般情况下，温度升高10K，反应速率约为原来的_2~4___ 倍。 (1分) 610．已知反应 2A --> P, A 的半衰期与其初始浓度成正比,此反应为零级.

611．(3分) 链反应是由链的 引发 、链的 传递 和链的 终止 三个基本步骤构成的。 612． (1分) 反应速率与体系中各物质浓度标度的选择 有关 。

613．(1分) 对两个不同的化学反应而言，升高温度，活化能大的反应的速率常数的增加量比活化能小的反应的速率常数的增加量大 。(填“大”或“小”)

614．某对行反应在室温下的正、逆反应速率常数和平衡常数分别为 k、k'和 K;加入催化剂后,正、逆反应的速率常数和平衡常数分别为 k1、 k1' 和 K1. 已知 k1＝ 10k, 则 k1'＝10k'及 K1＝1 K.

;计算题

615．(15分)溶液反应 A＋B ＝ C＋D.已知该反应对 A 及 B 均为一级,且反应开始时只 有 A 与 B, 浓度均为 0.475 mol.dm30 ℃时 A 的半衰期为 4.80 min

, 反应活化能为 90 kJ.mol

.

.

(1)若该反应为基元反应,写出反应的速率方程(微分式和积分式); (2)计算 30 ℃时反应的速率常数;

(3)若此反应在 50 ℃下进行,计算 A 的半衰期;

(4)计算反应的指前因子. 解: (1) -d[A]/dt = k[A][B] = k[A] 1/[A] - 1/[A]= kt (2) k = 1/(t (3)l n( k

/ k

[A]) = 1/(4.80×0.475) = 0.438 dm) = Ea(-)/(R

)

×20/(8.314×303×323) = 2.212

.mol

.min

= 90×10

k k

/ k= 9.14

.mol

.min

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= 9.14×0.438 = 4.00 dm

t = 1/(4.00×0.475) = 0.526 min

+ Ea/RT = ln0.438 + 90×10.mol

.min

/(8.314×303) = 34.900

(4)ln A = ln kA = 1.44×10

dm

616．（12分）五氧化二氮的分解为典型的一级反应，分解产物为NO2和O2，下面的复杂反应历程推断较之单分子反应历程推断来得正确。⑴ 试按复杂反应历程推导分解速率方程式，请说明推导过程中所采用的近似处理方法；⑵ 通过合理处理，给出五氧化二氮分解反应表观活化能与各元反应活化能的关系。

Nk,Ek,E2O5??1?1?,NO2?NO3， NO2?NO3??2?2?N2O5，

NO?NO3,?E3?NO2?O2?NO(慢)， NO?NO3?k?4,?E23?k?4?2NO2

解：解法一、

⑴ 因为总反应为：2N2O5 ? 4NO2+O2，所以，r??dcN2O5dt?1dcO22dt (2分) 又∵

dcO2dt?k3cNO2cNO3，其中NO3为中间产物，

则根据平衡近似和稳态近似得：

dcNO3dt?k1cN2O5?k2cNO2cNO3?k3cNO2cNO3?k4cNOcNO3?0 (2分)

根据稳态近似又得： 而：

dcNOdt?k3cNO2cNO3?k4cNOcNO3?0 (2分) 联立解得：c1cN2O5NO2cNO3?kk，

2?2k3 ∴ r?1dcO22dt?k1k3cN2O5k (2分)

2?2k3⑵ 因为第三步为慢步骤，所以有 k2 >> k3，则

r?k1k3cN2O5cN2O5k?k1k3O 5(2分)

2?2k3k?kcN22所以，表观活化能Ea = E1 +E3 –E2 (2分) 解法二、

⑴ 机理中的第三步为慢步骤，则根据速控步骤近似法取：

r?dcO2dt (3分)

∵

dcO2

dt?k3cNO2cNO3，其中NO3为中间产物，根据平衡近似法有：

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dcNO3dt?k1cN2O5?k2cNO2cNO3?k3cNO2cNO3?0 (3分)

则：cNO2cNO3?故： r?k1cN2O5k2?k3

dcO2dt?k1k3cN2O5k2?k3 (2分)

⑵ 因为第三步为慢步骤，所以有 k2 >> k3，则

r?dcO2dt?k1k3cN2O5k2?k3?k1k3cN2O5k2?kcN2O5 (2分)

所以，表观活化能Ea = E1 +E3 –E2 (2分)

－

－

－

617．某化合物的分解是一级反应，该反应活化能 Ea= 163.3 kJ.mol1，已知427K 时该反应速率常数k = 4.3×102 s1，现在要控制此反应在 20 分钟内转化率达到 80％，试问反应温度应为多少？（10分）

解：已知 T1=427K 时 k1=4.3×102s1，Ea=163.3kJ.mol1。 求T2，需先计算 k2= －ln(1－x)/t = －ln(1－0.80)/1200s = 0.001341 s1

kEa11ln2?(?)k1RT1T2 ?1?10.001341s163.3?1000J?mol11ln?(?)?1?1?1427KT20.043s8.3145J?K?mol解得：T2 = 397 K

618．在433K气相反应N2O5 → 2NO2 + O2是一级反应

(1) 在恒容容器中最初引入纯的N2O5，3秒钟后容器压力增大一倍，求此时N2O5的分解百分数和求速率常数。 (2) 若反应发生在同样容器中但温度为T2，在3秒钟后容器的压力增大到最初的1.5倍，已知活化能是103 kJ?mol1。求温度T2时反应的半衰期及温度T2。 ( 10分)

解： (1) 设A表示N2O5 ，对于恒容反应，可直接用分压处理 N2O5 → 2NO2 + 1/2 O2 t =0 p0 0 0 t=t pA 2(p0 － pA) 0.5(p0 － pA) 可得: p总= 0.5 ( 5 p0 － 3pA) 当 p总= 2 p0时，pA= p0/3，

A的分解率 xA=(p0－pA)/p0 = 66.7%

－

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(2) 当 p总= 1.5 p0时，可得pA= 2p0/3，

－

pp0k1?1ln0?1ln?0.366s?1tpA3s(p0/3) k2= (1 / t) ln(p0/pA) = (1/3s) ln[p0/(2 p0/3)] = 0.135 s

得 t1/2= ln 2/ k2 = (ln 2) / 0.135 s1 = 5.13 s

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1

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