当前位置：首页 > 物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案5-8
t13?111113ln?ln?ln k1?yk1?1k232 t5911191?3?13?ln5?ln?ln???2ln k1?9k4k?2?k2t13∶t59?1∶2，所以假设是正确的，反应的级数为一级。
4．当某反应物的初始浓度为0.04 mol·dm-3时，反应的半衰期为360 s，初始浓度
为0.024 mol·dm-3时，半衰期为 600 s，则此反应为 ( ) (A) 零级反应 (B) 1.5 级反应
(C) 二级反应 (D) 一级反应
答：(C)。这反应符合起始物浓度相等的二级反应的特点，半衰期与起始物的浓度成反比。
5．有一个放射性元素，其质量等于8 g，已知它的半衰期t12?10 d，则经过40 d后，其剩余质量等于 ( )
（A）4 g （B）2 g （C）1 g （D）0.5 g
答：(D)。半衰期为10 d，那40 d相当于过了4个半衰期，即
8 g?4 g?2 g?1 g?0.5 g
?C?D，如果A的起始浓度减小一半，其半衰期也缩短一半，则6．对于反应A??反应的级数为 ( )
(A) 一级 (B) 二级 (C) 零级 (D) 1.5 级
答：(C)。零级反应的半衰期与反应物的起始浓度成正比。
7．某基元反应，在等容的条件下反应，当反应进度为1mol时，吸热50 kJ。则该反应的实验活化能Ea值的大小范围是
（ ）
k?1（A）Ea?50 kJ?mol ?1（C）Ea=-50 kJ?mol
?1（B）Ea<50 kJ?mol
（D）无法确定
答：（A）。根据基元反应活化能的示意图，活化能是活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差值。对于吸热反应，产物分子的平均能量高于反应物分子的平均能量，所以提供的活化能至少要等于产物所吸的热，一般总是大于这个数值。所以应该选（A）。而对于放热反应，活化能与所放的热量之间就没有什么关系，不好确定。
8．对于一般的化学反应，当温度升高时，下面说法正确的是 ( ) (A) 活化能明显降低 (B) 平衡常数一定变大 (C) 正、逆反应的速率系数成比例变化 (D) 反应到达平衡的时间变短
答：（D）。升高反应的温度，正、逆反应的速率系数都会变大，所以可以缩短到达平衡的时间。反应温度一般不会改变活化能的数值。平衡常数的数值是增大还是变小，要根据反
应是吸热还是放热而定，题目没有给出。正、逆反应的活化能一般不可能相等，所以正、逆反应的速率系数不会成比例地变化。
9．某化学反应，温度升高1 K，反应的速率系数增加1%。则该反应的活化能的数值约为 ( )
（A）100RT （C）RT2
2
（B）10RT
22 （D）0.01RT
答：（D）。根据Arrhenius公式的微分式，系数增加1%，相当于
Edlnk?a2，温度升高1 K，反应的速率dTRTdlnk?0.01，所以Ea?0.01RT2。 dTk,Ek,E12a,1a,2?B；②A????D。已知反应①的活化能大10．有一个平行反应，①A???于反应②的活化能，即Ea,1>Ea,2，以下措施中哪一种不能改变获得产物B和D的比例？ ( )
(A) 提高反应温度 (B) 延长反应时间 (C) 加入适当催化剂 (D) 降低反应温度
答：(B)。延长反应时间既不能改变反应速率系数，又不能改变反应的活化能，所以不能改变产物B和D的比例。提高反应温度，对活化能高的反应有利，即产物B的比例会提高。反之，降低反应温度，对活化能低的反应有利，产物B的比例会下降。加入适当催化剂，通常会加快主反应的速率，使主产物的比例提高。
12a,1a,2?B，A????C，设反应开始时，11．有两个都是一级的平行反应，A???k,Ek,E生成物的浓度都等于零。下列哪个结论是不正确的？ ( ) (A) k总?k1?k2
(B) k1/k2?[B]/[C] (D) t12? (C) E总?Ea,1?Ea,2
ln2
k1?k2答：(C)。级数相同的平行反应，其积分式和半衰期的表示式等，与同一级数的简单反应的相似，只是速率系数是两个平行反应速率系数的加和。如果反应开始时，没有生成物存在，则产物的浓度比就等于速率系数之比。但是，表观活化能不等于组成平行反应的两个基元反应的活化能之和，两个活化能之间的关系要从k总?k1?k2的关系式导出（代入Arrhenius公式的指数式，进行整理即可）。
?k?12．某总包反应的表观速率系数k?2k2?1?，则表观活化能Ea与基元反应活化能
?2k4?之间的关系为 （ ）
（A）Ea?2Ea,2?121Ea,1?2Ea,4? ?2
（B）Ea?Ea,2?1Ea,1?Ea,4? ?2（C）Ea?Ea,2?Ea,1?Ea,4
?Ea,1?（D）Ea?Ea,2???2E??
?a,4?12答：(B)。将表观速率系数表示式的等式双方取对数，得
lnk?ln2?lnk2?1?lnk1?ln2?lnk4? 2将等式双方对温度T求微分，由于纯数值不是温度的函数，在求微分时等于零，所以得
dlnkdlnk21?dlnk1dlnk4?????? dTdT2?dTdT?在等式双方各乘以RT2，得 RT2dlnkdlnk21?2dlnk1dlnk4??RT2??RT?RT2? dTdT2?dTdT?2根据活化能的定义式，Ea?RT系为Ea?Ea,2?dlnk，就得到表观活化能Ea与基元反应活化能之间的关dT1Ea,1?Ea,4?。 ?2在表观速率系数中，速率系数的乘除关系，体现在表观活化能上是加减的关系，速率
系数的指数，就是活化能的系数。速率系数的系数，在活化能的关系式中不会出现，因为在取对数时已经分离开了，在对温度微分时其值为零。
13．在简单碰撞理论中，有效碰撞的定义是 ( ) (A) 互撞分子的总的动能超过阈能Ec
(B) 互撞分子的相对总的平动能超过阈能Ec
(C) 互撞分子的相对平动能，在连心线上的分量超过阈能Ec (D) 互撞分子的内部动能超过阈能Ec
答：(C)。根据简单的硬球碰撞模型，只有互撞分子的相对平动能，在连心线上的分量超过阈能Ec时，这时的碰撞才是有效的。
?114．在300 K时，某基元反应的阈能Ec?83.68 kJ?mol，则有效碰撞的分数值等于
( )
（A）3.719?10（C）2.69?10?14 （B）6.17?10?15
?11 （D）2.69?10?15答：(D)。根据有效碰撞分数的定义式
?Eq?e?Ec/RT?exp??c?RT ?exp???? ?83 680???15?2.69?10 ??8.314?300?所以在通常温度下，有效碰撞的分数是很小的，大部分的碰撞是无效的。
15．在碰撞理论中，校正因子P小于1的主要原因是 ( ) (A) 反应体系是非理想的 (B) 空间的位阻效应 (C) 分子碰撞的激烈程度不够 (D) 分子间的作用力
答：(B)。有的分子碰撞的激烈程度单从能量角度考虑已经可以引发反应，但是由于空间的位阻效应，能量不能传递到要破裂的化学键上，或碰撞的部位不是能发生反应的惰性部位，所以反应仍不能发生，使校正因子P小于1。
16．已知某液相双分子反应是基元反应，它的实验活化能为Ea，根据过渡态理论，Ea与该反应的活化焓?rHm之间的关系为
? ( )
??（A）Ea??rHm （B）Ea??rHm?RT ??（C）Ea??rHm?RT （D）Ea??rHm?2RT
答：(B)。对于液相反应，实验活化能与活化焓?rHm之间只差1个RT。在温度不高
?的情况下，通常可以认为Ea??rHm。
?17．在过渡态理论的计算速率系数的公式中，因子kBT/h对所有反应几乎都是一样的，所以被称为普适因子。在通常反应温度（设为500 K）时，其值约为 ( ) (A) 10 s133?1
(B) 10 s
313 (C) 10 s?1
(D) 10 s
答： (C) 将kB和h两个常量代入，当温度在500 K左右时，进行计算
kBT1.38?10?23 J?K?1?500K13?1??1?10 s ?34h6.63?10 J?s所得结果约为10 s。当然温度不同，这个值也会有相应的变化。但是在不知kB和h两个常量时，在不是特别高的反应温度下，普适因子用10 s不会引入太大的误差。
18．汽车尾气中的氮氧化物，在平流层中破坏奇数氧（O3和O）的反应机理为
13?113?1?NO2?O2 NO?O3???NO?O2 NO2?O??在此机理中，NO起的作用是 ( )
(A) 总反应的产物 (B) 总反应的反应物 (C) 催化剂 (D) 上述都不是
答：(C)。NO参与了破坏奇数氧的反应，但反应前后本身没有变化，起了催化剂的作用。所以汽车和喷气式飞机的尾气中的氮氧化物，对臭氧层的破坏是十分严重的。
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