化學動力學習題PPT課件

1、、反應A(g)+3B(g)2C(g),反應開始時，反應物按計量比混合而且無產(chǎn)物C存在（即pC,0=0）,若將以B的壓力變化來表示的消耗速率-dpB/dt換成以總壓p表示-dp/dt時，則（-dp/dt）/（-dpB/dt）=（）。t=0 pA,0 pB,0 0t=t pA pB 2/3(pB,0 -pB) 解：（1） A（g） + 3B(g) 2C(g) )d/d(32d/d3232)(32310,0,BBtptppppppppBBBBB因此總因pA=1/3pB(pC,0=0且pA,0=1/3pB,0）,第1頁/共42頁3、一定T、V下，反應A(g)B(g)+D(g)當pA,0=100kPa時

2、，反應的半衰期t1/2=25min;當pA,0=200kPa時，反應的半衰期t1/2=50min。此反應的級數(shù)n=(),反應的速率系數(shù)k=（）。解：由題給數(shù)據(jù)可知，在一定T、V下，反應的半衰期與反應物的初始壓力成正比，此反應必為零級反應，故n=0,k=p A,0/2t 1/2=100kPa/2 25S=2.0kPa.S-14、在一定溫度下，液相反應A+BD的速率系數(shù)kA=42.5min-1，則CA從2.0mol.dm-3變到0.50mol.dm-3所需的時間為t1，從0.40mol.dm-3變到0.10mol.dm-3所需的時間為t2，則兩者t2/ t1=（）。解：由題給k的單位可知，為一級反

3、應，kt=ln(c0/c)t2/t1=ln(0.4/0.1)/ln(2.0/0.5)=ln4/ln4=1第2頁/共42頁5、已知某反應的反應物無論其起始濃度CA，0為多少，反應掉CA，0的2/3時所需的時間相同，所以該反應為（）級反應。一6、溫度為500K時，某理想氣體恒容反應的速率系數(shù)kC=20mol-1.dm3.S-1.若改用壓力表示反應時，則反應的速率系數(shù)kp=()。解：由kc的單位，此反應為二級反應，n=2kp=kc(RT)1-n=kc/RT=4.81 10-6Pa-1.s-17、2BD和2AC兩反應均為二級反應，而且k=Aexp(-Ea/RT)公式中的指前因子A相同。已知在100oC

4、下，反應（1）的k1=0.10dm-3.mol-1.S-1,而兩反應的活化能之差Ea,1Ea,2=15000J.mol-1,那么反應（2）在該溫度下的速率系數(shù)k2=（）（填入具體數(shù)值）解：根據(jù)k1=Ae-E a,1/RT和k2=Ae-E a,2/RT兩式相比得k1/k2=e-E a,1+-E a,2/RT,得k2=12.58dm3.mol-1.s-1第3頁/共42頁8、反應機理為 A Bk1k-1tcAcB則此反應的速率方程-dcB/dt=()。k1cA-k-1 cB9、恒溫、恒容理想氣體反應的機理為A(g)D(g)B(g)k1k2反應開始時只有A(g)，任意時刻t時，A、B、D的物質(zhì)的量濃度

5、分別為cA、cB和 cD。 則 反 應 物 A ( g ) 消 耗 的 速 率 可 表 示 為 - d cA/ d t=().(k1+k2)cA第4頁/共42頁10、催化劑能夠大大縮短化學反應達到化學平衡的時間，而不能改變化學反應的（）。平衡狀態(tài)11、某對行反應A+BC+D,當加入催化劑后其正、逆反應的速率常數(shù)分別從k1，k-1變?yōu)閗1和k-1，測得k1=3 k1那么k-1=（）k-1。k1k-13二、選擇題1、在T、V恒定的條件下，基元反應A(g)+B(g)D(g)則此反應為()分子反應，若初始濃度cA,0cB,0,即在反應過程中物質(zhì)A大量過剩，其反應掉的物質(zhì)的量濃度與cA,0相比較，完全可

6、以忽略不計。則此反應的級數(shù)n=().(A)2,2；（B）1,2;(C)2,1;(D)1,1C第5頁/共42頁2、在指定條件下，任一基元反應的反應分子數(shù)與反應級數(shù)之間的關系是（）。(A)反應級數(shù)等于反應分子數(shù)；（B）反應級數(shù)小于反應分子數(shù)；（C）反應級數(shù)大于反應分子數(shù)；(D)反應級數(shù)等于或小于反應分子數(shù)D3.基元反應的分子數(shù)是個微觀的概念，其值（）。(A)可為0、1、2、3；(B)只能是1、2、3這三個正整數(shù)；(B)也可是小于1的數(shù)值；（D）可正，可負，可為零B(A)零級；（B）一級；（C）3/2級；(D)二級。4、反應AB，若開始時cB,0=0,A的其始濃度為cA,0，當反應物完全轉化為B時，

7、需時為t，而反應掉A的其始濃度cA,0的一半時，所需的時間為t1/2，測得t/t1/2=2，則此反應的級數(shù)為（）。A第6頁/共42頁5、在化學動力學中，質(zhì)量作用定律（）(A)適用任一恒溫反應；（B）只適用于理想氣體恒溫反應；(C)只適用于基元反應；(D)只適用于恒溫、恒容化學反應。C第7頁/共42頁(A)2;(B)2/3;(C)3/2;(D)36、反應2A3B,其速率方程可表示為-dcA/dt=kAcA2cB-1或dcB/dt=kBcA2cB-1,則兩者的速率常數(shù)之比，即kA/kB=（）。B（A）零級反應；（B）一級反應；（C）二級反應；（D）0.5級反應7、25oC時，氣相反應2A(g)C(

8、g)+D(g),反應前A(g)的物質(zhì)的量濃度為cA,0，速率常數(shù)為kA，此反應進行完全（即cA=0）所需的時間是有限的，用符號t 表示，而且t =c A,0/kA,則此反應必為（）。A因為c A,0-c A=kAt,當c A=0時，t=t =c A,0/kA(A)B的生成速率小于B的消耗速率；(B)B的生成速率等于B的消耗速率；(C)B的生成速率大于B的消耗速率；(D)因條件不足，無法肯定。8、連串反應ABC,實驗測得B為非?；顫姷闹虚g產(chǎn)物，當反應穩(wěn)定后，則（）。B第8頁/共42頁(A)可能小與2；（B）必然為1；(C)可能大與2；（D）必然為2.9、基元反應2AB,為雙分子反應，此反應的級數(shù)

9、（）D10、某放射性同位素的蛻變反應為一級反應，已知其半衰期t1/2=6d,則經(jīng)過18d后，所剩的同位素的物質(zhì)的量n，與原來同位素的物質(zhì)的量n0的關系為（）。(A)n=n0/3;(B)n=n0/4;(C)n=n0/16;(D)n=n0/8D解：一級反應kt 1/2=ln23kt =ln(c0/c)=ln(n0/n)=3ln2=ln23所以n0/n=23=8,n=n0/8第9頁/共42頁11、平行反應已知反應（1）的活化能Ea,1=80kJ.mol-1,反應（2）的活化能Ea,2=40kJ.mol-1，為有利于產(chǎn)物B(g)的生成。應當采?。ǎ┑姆椒?。(A)恒溫反應；（B）升高反應溫度；（C）降低

10、反應溫度；（D）將副產(chǎn)物D(g)及時排除反應器（2）（1）B(g),產(chǎn)物D(g),副產(chǎn)物A(g)B第10頁/共42頁一、簡答題 1、零級反應有哪些特征？一級反應有哪些特征？零級反應的動力學特征:零級反應的kA的單位：c t-1零級反應的半衰期t12與反應物A的初始濃度cA,0成正比，而與kA成反比以cAt作圖為一直線，直線的斜率為kA。一級反應的動力學特征一級反應的一級反應的kA的單位：的單位：t-1。一級反應的半衰期一級反應的半衰期t12與與kA成反比，而與反應物成反比，而與反應物A的初始的初始濃度濃度cA,0無關。無關。以以lncAt作圖為一直線，直線的斜率為作圖為一直線，直線的斜率為kA

11、。第11頁/共42頁2、反應速率方程dcA/dt=kAcA2的二級反應有哪些特征？ 二級反應的二級反應的kA的單位：的單位：c-1 t-1。只有一種反應物的二級反應的半衰期只有一種反應物的二級反應的半衰期t12與反應物與反應物A的初始濃度的初始濃度cA,0和和kA成反比。成反比。以以1cAt作圖為一直線，直線的斜率為作圖為一直線，直線的斜率為kA。3、對行反應和平行反應各有什么特點？對行反應的特點1.凈速率等于正、逆反應速率之差值2.達到平衡時，反應凈速率等于零3.正、逆速率系數(shù)之比等于平衡常數(shù)Kyy=k1/k-14.在ct圖上，達到平衡后，反應物和產(chǎn)物的濃度不再隨時間而改變,趨近于平衡濃度第

12、12頁/共42頁（3）平行反應的特點）平行反應的特點1.平行反應的總速率等于各平行反應速率之和2.速率方程的微分式和積分式與同級的簡單反應的速率方程相似，只是速率系數(shù)為各個反應速率系數(shù)的和。3.當各產(chǎn)物的起始濃度為零時，在任一瞬間，各產(chǎn)物濃度之比等于速率系數(shù)之比，若各平行反應的級數(shù)不同，則無此特點。1122kxkx4.用合適的催化劑可以改變某一反應的速率，從而提高主反應產(chǎn)物的產(chǎn)量。5.用改變溫度的辦法，可以改變產(chǎn)物的相對含量?；罨芨叩姆磻?，速率系數(shù)隨溫度的變化率也大。第13頁/共42頁4、對于復雜反應，任一中間產(chǎn)物B在何種條件下才能對其運用穩(wěn)態(tài)近似法處理？解：中間產(chǎn)物B非?；顫?，反應能力很強

13、，cB很小，且滿足dcB/dt=0。5、發(fā)生爆炸反應的主要原因是什么？熱爆炸和支鏈反應爆炸6、催化劑能夠加快反應速率的主要原因是什么？催化劑與反應物生成不穩(wěn)定的中間化合物，改變了反應的途徑，降低了反應的活化能。第14頁/共42頁1、50時，A物質(zhì)在溶劑中進行分解反應，反應為一級，初速率 A0=1.00 10-5moldm-3s-1，1小時后速率 A=3.26 10-6moldm-3s-1。試求(1)kA;(2)t;(3)cA0-14-1AAAA0AA0s10113. 3h1209. 1,lnln ktkcc (2)t=ln2/kA=2226s(3)cA0= A0/kA=0.0321moldm-

14、3解:(1) A0=kAcA0， A=kAcA， A0/ A=cA0/cA第15頁/共42頁2、450時，實驗測得氣相反應3A+B2C在不同反應物的不同初始壓力下的初速率數(shù)據(jù)如下：10.640.6655.3235.331.332.6621.331.331.331pB010-2/PapA010-4/Pa實驗編號-1B0hPadd tp第16頁/共42頁(1)試求動力學方程式試求動力學方程式 中的中的 、 和和kB 。(2)計算實驗計算實驗3條件下，條件下，B反應掉一半所需的時間。反應掉一半所需的時間。(3)若已知活化能為若已知活化能為188kJmol-1，試計算實驗試計算實驗3在在500時的初速

15、率。時的初速率。 BABBddppktp 第17頁/共42頁解:(1) 242420101033. 11066. 21033. 11033. 133. 533. 1 2 224224301010665. 01032. 51033. 11033. 164.1033. 1 1 -12-11-12-224B012A0101BhPa1065. 5hPa1033. 11033. 133. 1 ppk 第18頁/共42頁解:(2)BBB2ABBddpkppktp tkppBBB0ln h33. 4h1032. 51065. 52ln2ln2411B21 kt(3) 12a1211lnTTREkk-12-1

16、022-1-21111hPa1025. 4,K15.773hPa1065. 5,K15.723 kTkT1B02A02B0hPa53.80 ppk 第19頁/共42頁3.反應AB，340K時完成20%需3.2分鐘，300K時完成20%需12分鐘，求Ea。1a12aA1A2molkJ01.28,11lnETTREkk任何反應其速率方程都可以寫為：解：1111AA ,0AA ,0111111 (1) (1)(1)(1)nnnnktnktnn ncccc-驏驏琪琪琪琪-=-=琪琪琪琪- -桫桫A A1 1l n (n= 1)l n (n= 1)1 1ktktx x= =- -A2A1A1A2ttkk

17、第20頁/共42頁4.理想氣體反應2A(g)2B(g)+D(g)在恒容容器中進行，A的半衰期與其初始壓力的關系如下：900K1000KpA0/kPat /spA0/kPat /s39.2152048.021242.4140550.6201（1）試確定該反應的級數(shù)，并分別求）試確定該反應的級數(shù)，并分別求900K和和1000K時的速率系數(shù)時的速率系數(shù)kA,p, kD,p。第21頁/共42頁（2）若在）若在900 1000K范圍內(nèi)反應的范圍內(nèi)反應的 Ea 不隨不隨T 變變化，試求化，試求 Ea 。（3）若在）若在1000K反應開始時容器中只有壓力為反應開始時容器中只有壓力為53.3kPa 的的A存在

18、，試求系統(tǒng)總壓達到存在，試求系統(tǒng)總壓達到64.0kPa所需要的時間。所需要的時間。第22頁/共42頁. （1） A的的 t 與與 pA0 成反比，故為二級反應。成反比，故為二級反應。-1-18-1-13A021A,sPa1068. 1sPa102 .39152011:K900K900 ptkp第23頁/共42頁-1-111A,D,sPa1039. 821 K900K900 ppkk-1-183A,sPa1083. 9100 .482121:K1000K1000 pk-1-18D,sPa1091. 4K1000 pk-1-1881A,2A,1221A,A,1221amolkJ1 .140molJ

19、)9001068. 110001083. 9ln900100010009003145. 8(lnln)2(K900K1000K900K1000 RTkRTkTTTRTkkTTTRTEppcc第24頁/共42頁(3)2A(g)2B(g)+D(g)t=0pA000t=tpApA0- -pA(pA0- -pA) AA0AA0AA0A212321pppppppp 總總kPa9 .31kPa)0 .6423 .533(23A0A 總總ppp128s103 .531109 .3111083. 91111338A0AA,K1000 ppktp第25頁/共42頁5：等容氣相反應AY的速率系(常)數(shù)k與溫度T具

20、有如下關系式：K/962200.24s/ln1Tk( 1 ) 計算此反應的活化能；( 2 ) 欲使A在10min內(nèi)轉化率達到90%，則反應溫度應控制在多少？第26頁/共42頁解：(1)據(jù)Arrhenius公式：)s/ln()s/ln(11ARTEka與經(jīng)驗式對比，得Ea=9622K R= 80.0kJmol-1 (2)求T，t=10min，轉化率xA=0.913As10838. 311ln1)(xtTkK5 .325K)s/ln(00.2496221kT第27頁/共42頁6 反應A +2 BY 的速率方程為：1.5B5 . 0AAAddccktc（1）cA0 = 0.1moldm3，cB0 =

21、 0.2moldm3，300K下反應20s后cA= 0.01 moldm3，問再反應20s后cA=？（2） 反應物的初始濃度同上，定溫400K下反應20s后cA=0.003918moldm3，求活化能。第28頁/共42頁解：BABA0,B0A,/ccvvcc2A5 . 15 . 1A0.5AA2)2(d/dkcckctc ( 1 ) 130,AAmoldm9011)K300(cctk再繼續(xù)反應20s, 3;0A,dmmol01. 0 c0,AA11)K300(cctk解得3Admmol00256. 0 c ( 2 )7248. 2) 1 . 0/101. 0/1 () 1 . 0/100391

22、8. 0/1 ()K300()K400()K300()K400(tktkkk 1121212molkJ10lnTkTkTTTRTEa第29頁/共42頁7反應 A2 + B2 2AB的反應機理為： B 2 2B ； 2B B 2 ； A2 + 2B 2AB 試分別用平衡態(tài)處理法與穩(wěn)定態(tài)處理法導出總反應的動力學方程式 。1k1k2k第30頁/共42頁解：按平衡態(tài)處理法，11B2B2kkccB112B ckkc； 222ddBA112B11A22BA2AB222。cckkkckkckccktc 按穩(wěn)定態(tài)處理法，tcddB=2 k1 cB22k1cB22k2 cA2cB2=0 ； 2222222A21

23、BA21A21B1A22A2AB222ddckkcckkckkckckccktcB22A21B12Bckkckc第31頁/共42頁BAckc試確定動力學方程式 中的反應級數(shù)，及速率系(常)數(shù)k。8.500 K時測得反應aA(g)+bB(g) yY(g)+zZ(g)的初始速率0與反應物A,B的初始濃度cA,0, cB,0之間的關系如下：cA,0103/moldm3 1.60 3.20 3.20cB,0103/moldm3 3.20 3.20 6.520106/moldm3min1 8.4 33.7 69.0第32頁/共42頁 解：0,B0,A0ckc由第1,第2組數(shù)據(jù)， 20. 360. 17

24、.334 . 8,20,A10,A2010cc =2.2 由第2,第3組數(shù)據(jù)，,51. 620. 30 .697 .33,30,B20,B3020cc 解得： =2 .005， =1.01 則 =2， =1 0,B20,A00,B0,A0cccck第33頁/共42頁 由第1組數(shù)據(jù)，得 k=1.03103 dm6mol2min1 由第2組數(shù)據(jù)，得 k=1.03103 dm6mol2min1 由第3組數(shù)據(jù)，得 k=1.04103 dm6mol2min1 故 =1.03103 dm6mol2min1。第34頁/共42頁9.在定溫定容下測得氣相反應A+3B2Y的速率方程為：2BAAAddppktp 。

25、在720K時，當反應物初始壓力pA,0=1333Pa，pB,0=3999Pa時測出得用總壓力表示的初始反應速率為： ?？?0minPa200ddttp（1） 試求上述條件下反應的初始反應速率，0A)dd(ttpkA及氣體B反應掉一半所需的時間；第35頁/共42頁 解：（1） A + 3B 2Yt=0 pA,0 pB,0 0t=t pA pB,0-3(pA,0 -pA) 2(pA,0 -pA) A0,A0,B2pppp總 tptpAdd2dd總 則 10minPa100ddtAtp1292B,00,A0,AA,minPa1069. 4ppkp31BABA0,B0,Appvvpp3BA3BBB3ddpkpktpmin20131220B,A1321pkt第36頁/共42頁10: 已知在CO(CH2COOH)2(A)水溶液中的分解反應的速率系數(shù)在60和10時分別為5.48410-2s-1和1.08010-4s-1。(1)求該反應的阿侖尼烏斯活化能Ea；(2)該反應在30時進行1000 s，問A的轉化率xA為若干？解：(1)K15.3331K15.2831molKJ314. 810484. 510080. 1ln1 -1 -a24EEa97.73kJmol-1第37頁/共4